Java Switch 是如何支持 String 的,为什么不支持 long

我们知道 Java Switch 支持byte、short、int 类型,在 JDK 1.5 时,支持了枚举类型,在 JDK 1.7 时,又支持了 String类型。那么它为什么就不能支持 long 类型呢,明明它跟 byte、short、int 一样都是数值型,它又是咋支持 String 类型的呢?

一、结论

不卖关子,先说结论:

switch 底层是使用 int 型 来进行判断的,即使是枚举、String类型,最终也是转变成 int 型。由于 long 型表示范围大于 int 型,因此不支持 long 类型。

下面详细介绍下各个类型是如何被转变成 int 类型的,使用的编译命令为 javac,反编译网站为:http://javare.cn

二、枚举类型是咋变成 int 类型的?

在没有实验之前,我想当然的认为它是不是根据枚举的 int 型字段来计算的(因为一般枚举都是一个int型,一个string型),但是转念一想,万一枚举没有 int 型字段呢,万一有多个 int 型字段呢,所以肯定不是这样的,下面看实验吧。

定义两个枚举类,一个枚举类有一个int型属性,一个string型属性,另外一个枚举类只有一个string属性:

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public enum SexEnum {
MALE(1, "男"),
FEMALE(0, "女");

private int type;

private String name;

SexEnum(int type, String name) {
this.type = type;
this.name = name;
}
}
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public enum Sex1Enum {
MALE("男"),
FEMALE("女");
private String name;

Sex1Enum(String name) {
this.name = name;
}
}

然后编写一个测试类,并且让两个枚举 switch 的 FEMALE 和 MALE 对应的返回值不同:

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public class SwitchTest {
public int enumSwitch(SexEnum sex) {
switch (sex) {
case MALE:
return 1;
case FEMALE:
return 2;
default:
return 3;
}
}

public int enum1Switch(Sex1Enum sex) {
switch (sex) {
case FEMALE:
return 1;
case MALE:
return 2;
default:
return 3;
}
}
}

将这几个类反编译下:

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// SexEnum.class
public enum SexEnum {

MALE(1, "鐢�"),
FEMALE(0, "濂�");
private int type;
private String name;
// $FF: synthetic field
private static final SexEnum[] $VALUES = new SexEnum[]{MALE, FEMALE};


private SexEnum(int var3, String var4) {
this.type = var3;
this.name = var4;
}

}

// Sex1Enum.class
public enum Sex1Enum {

MALE("鐢�"),
FEMALE("濂�");
private String name;
// $FF: synthetic field
private static final Sex1Enum[] $VALUES = new Sex1Enum[]{MALE, FEMALE};


private Sex1Enum(String var3) {
this.name = var3;
}

}

反编译这两个枚举类,发现其中多了一个 $VALUES 数组,内部包含了所有的枚举值。继续反编译测试类:

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// SwitchTest$1.class
import com.example.express.test.Sex1Enum;
import com.example.express.test.SexEnum;

// $FF: synthetic class
class SwitchTest$1 {

// $FF: synthetic field
static final int[] $SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum;
// $FF: synthetic field
static final int[] $SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum = new int[Sex1Enum.values().length];


static {
try {
$SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[Sex1Enum.FEMALE.ordinal()] = 1;
} catch (NoSuchFieldError var4) {
;
}

try {
$SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[Sex1Enum.MALE.ordinal()] = 2;
} catch (NoSuchFieldError var3) {
;
}

$SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum = new int[SexEnum.values().length];

try {
$SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[SexEnum.MALE.ordinal()] = 1;
} catch (NoSuchFieldError var2) {
;
}

try {
$SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[SexEnum.FEMALE.ordinal()] = 2;
} catch (NoSuchFieldError var1) {
;
}

}
}

首先生成了一个名为 SwitchTest$1.java 的链接类,里面定义了两个枚举数组,这两个数组元素添加的顺序完全和测试类中 switch 类调用的顺序一致。

枚举元素在数组中的下标由 ordinal() 函数决定,该方法就是返回枚举元素在枚举类中的序号

这里我们其实就已经知道了,在 switch 语句中,是根据枚举元素在枚举中的序号来转变成 int 型的。最后再看下测试类的反编译结果验证下:

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// SwitchTest.class
import com.example.express.test.Sex1Enum;
import com.example.express.test.SexEnum;
import com.example.express.test.SwitchTest.1;

public class SwitchTest {
public int enumSwitch(SexEnum var1) {
switch(1.$SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[var1.ordinal()]) {
case 1:
return 1;
case 2:
return 2;
default:
return 3;
}
}

public int enum1Switch(Sex1Enum var1) {
switch(1.$SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[var1.ordinal()]) {
case 1:
return 1;
case 2:
return 2;
default:
return 3;
}
}
}

三、String 类型是咋变成 int 类型的?

首先我们先知道 char 类型是如何变成 int 类型的,很简单,是 ASCII 码,例如存在 switch 语句:

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public int charSwitch(char c) {
switch (c) {
case 'a':
return 1;
case 'b':
return 2;
default:
return Integer.MAX_VALUE;
}
}

反编译结果为:

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public int charSwitch(char var1) {
switch(var1) {
case 97:
return 1;
case 98:
return 2;
default:
return Integer.MAX_VALUE;
}
}

那么对于 String 来说,利用的就是 hashCode() 函数了,但是 两个不同的字符串 hashCode() 是有可能相等的,这时候就得靠 equals() 函数了,例如存在 switch 语句:

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public int stringSwitch(String ss) {
switch (ss) {
case "ABCDEa123abc":
return 1;
case "ABCDFB123abc":
return 2;
case "helloWorld":
return 3;
default:
return Integer.MAX_VALUE;
}
}

其中字符串 ABCDEa123abc 和 ABCDFB123abc 的 hashCode 是相等的,反编译结果为:

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public int stringSwitch(String var1) {
byte var3 = -1;
switch(var1.hashCode()) {
case -1554135584:
if(var1.equals("helloWorld")) {
var3 = 2;
}
break;
case 165374702:
if(var1.equals("ABCDFB123abc")) {
var3 = 1;
} else if(var1.equals("ABCDEa123abc")) {
var3 = 0;
}
}

switch(var3) {
case 0:
return 1;
case 1:
return 2;
case 2:
return 3;
default:
return Integer.MAX_VALUE;
}
}

可以看到它引入了局部变量 var3,对于 hashCode 相等情况通过 equals() 方法判断,最后再判断 var3 的值。

四、它们的包装类型支持吗?

这里以 Integer 类型为例,Character 和 Byte 同理,例如存在 switch 语句:

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public int integerSwitch(Integer c) {
switch (c) {
case 1:
return 1;
case 2:
return 2;
}
return -1;
}

反编译结果为:

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public int integerSwitch(Integer var1) {
switch(var1.intValue()) {
case 1:
return 1;
case 2:
return 2;
default:
return -1;
}
}

可以看到,是支持包装类型的,通过自动拆箱解决。

那万一包装类型是 NULL 咋办,首先我们知道 swtich 的 case 是不给加 null 的,编译都通不过,那如果传 null 呢?

答案是 NPE,毕竟实际还是包装类型的拆箱,自然就报空指针了。

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