Полное руководство по switch-выражениям в Java 12
В этом руководстве я расскажу Вам обо всем, что необходимо знать о switch-выражениях в Java 12.
Предварительный обзор
Это означает, что данная управляющая конструкция может быть изменена в будущих версиях спецификации языка.
Так что имейте ввиду, что switch, как выражение, не имеет на данный момент окончательного варианта синтаксиса в Java 12.
Если у вас возникло желание поиграть со всем этим самим, то вы можете посетить мой демо-проект Java X на гитхабе.
Проблема с операторами в switch
Прежде, чем мы перейдем к обзору нововведений в switch, давайте быстро оценим одну ситуацию. Допустим, мы столкнулись с «ужасным» тернарным булеаном и хотим преобразовать его в обычный булеан. Вот один из способов сделать это:
Согласитесь, что это очень неудобно. Как и многие другие варианты switch, встречающиеся в «природе», представленный выше пример просто вычисляет значение переменной и присваивает его, но реализация обходная (объявляем идентификатор result и используем его позже), повторяющаяся (мои break ‘и всегда результат copy-pasta) и подвержена ошибкам (забыл еще одну ветку? Ой!). Тут явно есть, что улучшить.
Давайте попробуем решить эти проблемы, поместив switch в отдельный метод:
Так намного лучше: отсутствует фиктивная переменная, нет break ‘ов, загромождающих код и сообщений компилятора об отсутствии default (даже если в этом нет необходимости, как в данном случае).
Но, если подумать, то мы не обязаны создавать методы только для того, чтобы обойти неуклюжую особенность языка. И это даже без учёта, что такой рефакторинг не всегда возможен. Нет, нам нужно решение получше!
Представляем switch-выражения!
Как я показал в начале статьи, начиная с Java 12 и выше, вы можете решить вышеуказанную проблему следующим образом:
Сразу возникают две мысли:
Прежде чем углубляться в детали новых возможностей switch, в начале я расскажу об этих двух основных аспектах.
Выражение или оператор
Возможно, вы удивлены, что switch теперь является выражением. А чем же он был до этого?
До Java 12 switch был оператором — императивной конструкцией, регулирующей поток управления.
Думайте о различиях старой и новой версии switch, как о разнице между if и тернарным оператором. Они оба проверяют логическое условие и выполняют ветвление в зависимости от его результата.
Разница в том, что if просто выполняет соответствующий блок, тогда как тернарный оператор возвращает какой-то результат:
Теперь же всё выражение оператора switch оценивается (выбирается для выполнения соответствующая ветка), и результат вычислений может быть присвоен переменной.
Еще одним отличием между выражением и оператором является то, что выражение switch, поскольку оно является частью оператора, должно заканчиваться точкой с запятой, в отличие от классического оператора switch.
Стрелка или двоеточие
В вводном примере использовался новый синтаксис в лямбда-стиле со стрелкой между меткой и выполняющейся частью. Важно понимать, что для этого не обязательно использовать switch в качестве выражения. Фактически, пример ниже эквивалентен приведенному в начале статьи коду:
Обратите внимание, что теперь вы можете использовать break со значением! Это идеально согласуется с инструкциями switch старого стиля, которые используют break без какого-либо значения. Так в каком случае стрелка означает выражение вместо оператора, для чего она здесь? Просто хипстерский синтаксис?
В свою очередь, использование стрелки означает, что будет выполнен только блок справа от нее. И никакого «проваливания».
Подробнее об эволюции switch
Несколько меток на case
До сих пор каждый case содержал только одну метку. Но теперь все изменилось — один case может соответствовать нескольким меткам:
Поведение должно быть очевидным: TRUE и FALSE приводят к одному и тому же результату — вычисляется выражение «sane».
Типы за пределами Enum
Подробнее о стрелке
Давайте рассмотрим два свойства, характерных для стрелочной формы записи разделителя:
Отсутствие сквозного перехода к следующему case
Вот, что говорится в JEP 325 об этом:
Текущий дизайн оператора switch в Java тесно связан с такими языками, как C и C++ и по умолчанию поддерживает сквозную семантику. Хотя этот традиционный способ управления часто полезен для написания низкоуровневого кода (такого как парсеры для двоичного кодирования), поскольку switch используется в коде более высокого уровня, ошибки такого подхода начинают перевешивать его гибкость.
Я полностью согласен и приветствую возможность использовать switch без поведения по умолчанию:
Важно усвоить, что это не имеет никакого отношения к тому, используете ли вы switch в качестве выражения или оператора. Решающим фактором тут является стрелка против двоеточия.
Блоки операторов
Как и в случае с лямбдами, стрелка может указывать либо на один оператор (как выше), либо на блок, выделенный фигурными скобками:
Блоки, которые приходится создавать для многострочных операторов имеют дополнительное преимущество (что не требуется при применении двоеточия), которое заключается в том, что для использования одинаковых имен переменных в разных ветках, switch не требует специальной обработки.
Подробнее о выражениях switch
И последнее, но не менее важное — особенности использования switch в качестве выражения:
Обратите внимание, что при этом не имеет значения, какая форма используется!
Множественные выражения
С помощью switch-выражений тип определяется по взаимодействию между тем, где используется switch и типами его веток. Если switch-выражение назначается типизированной переменной, передается в качестве аргумента или иным образом используется в контексте, где известен точный тип (это называется целевым типом), то все его ветки должны соответствовать этому типу. Вот что мы делали до сих пор:
То же самое происходит и здесь:
А что произойдет сейчас?
(Про использование типа var читайте в нашей прошлой статье 26 рекомендаций по использованию типа var в Java — примечание переводчика)
Если целевой тип неизвестен, из-за того, что мы используем var, тип вычисляется путем нахождения наиболее конкретного супертипа из типов, создаваемых ветками.
Ранний возврат
Следствием различия между выражением и оператором switch является то, что вы можете использовать return для выхода из оператора switch :
… вы не можете использовать return внутри выражения …
Это имеет смысл независимо от того, используете ли вы стрелку или двоеточие.
Покрытие всех вариантов
Чтобы предотвратить такой исход, компилятор может помочь вам. Для switch-выражений компилятор будет настаивать, чтобы все возможные варианты были охвачены. Давайте посмотрим на пример, который может привести к ошибке компиляции:
Да, компилятор наконец-то сможет определить, охватываются ли все значения enum (исчерпывают ли все варианты), и не установить бесполезные значения по умолчанию! Давайте посидим минуту в безмолвной благодарности.
Размышление
Из статьи мы узнали, что Java 12 превращает switch в выражение, наделяя его новыми возможностями:
Затем, предполагая, что switch остается таким, каким он является в данный момент, я думаю, что стрелочная форма станет новым вариантом по умолчанию. Без сквозного перехода к следующему case и с лаконичными лямбда-выражениями (это очень естественно иметь case и один оператор в одной строке) switch выглядит намного компактнее и не ухудшает читаемость кода. Я уверен, что буду использовать только двоеточие, если у меня возникнет необходимость в сквозном проходе.
Что вы думаете? Довольны тем, как все сложилось?
Оператор switch (C)
Операторы switch и case помогают управлять сложными условными операциями и операциями ветвления. Оператор switch передает управление в оператор внутри своего тела.
Синтаксис
selection-statement :
switch ( expression ) statement
labeled-statement :
case constant-expression : statement
default : statement
Примечания
Значения expression и значение каждого constant-expression должны иметь целочисленный тип. Выражение constant-expression должно иметь однозначное константное целочисленное значение во время компиляции.
Оператор switch обычно используется следующим образом:
Выражения switch expression и case constant-expression должны быть целочисленного типа. Значение каждого case constant-expression в теле оператора должно быть уникальным.
В следующих примерах кода показаны операторы switch :
Специально для систем Майкрософт
В Microsoft C расширения Майкрософт по умолчанию (default) включены. Используйте параметр компилятора /Za для отключения этих расширений.
Оператор switch (C++)
Позволяет выбирать между несколькими разделами кода в зависимости от значения целочисленного выражения.
Синтаксис
selection-statement :
switch ( init-statement opt C++ 17 condition ) statement
labeled-statement :
case constant-expression : statement
default : statement
Примечания
Объект condition должен иметь целочисленный тип или быть типом класса с однозначным преобразованием в целочисленный тип. Целочисленное повышение выполняется, как описано в разделе стандартные преобразования.
switch поведение инструкции
| Условие | Действие |
|---|---|
| Преобразованное значение соответствует значению выражения управления с повышенным уровнем. | Управление передается оператору, следующему за этой меткой. |
| Ни одна из констант не соответствует константам в case метках; default имеется метка. | Элемент управления передается в default метку. |
| Ни одна из констант не соответствует константам в case метках; default Метка отсутствует. | Элемент управления передается оператору после switch оператора. |
Visual Studio 2017 и более поздних версий: (доступно с /std: c++ 17) [[fallthrough]] атрибут указан в стандарте c++ 17. Его можно использовать в switch операторе. Это подсказка для компилятора или любой, кто читает код, это пошаговое поведение является намеренным. Компилятор Microsoft C++ в настоящее время не предупреждает о поведении fallthrough, поэтому этот атрибут не влияет на поведение компилятора. В этом примере атрибут применяется к пустой инструкции в незавершенном операторе с меткой. Иными словами, необходимо поставить точку с запятой.
Visual Studio 2017 версии 15,3 и более поздних версий (доступно в /std: c++ 17). switch Оператор может содержать init-statement предложение, которое заканчивается точкой с запятой. Он вводит и инициализирует переменную, область которой ограничена блоком switch оператора:
Внутренний блок switch инструкции может содержать определения с инициализаторами, если они достижимы, то есть не обходятся всеми возможными путями выполнения. Имена, добавленные с помощью этих объявлений, имеют локальную область видимости. Пример:
switch Оператор может быть вложенным. При вложении case метки или default связываются с ближайшим switch оператором, в котором они заключены.
Поведение в системах Майкрософт
Microsoft C++ не ограничивает количество case значений в switch операторе. Это число ограничивается только объемом доступной памяти.
C Урок 10. Оператор switch
Очень часто при составлении исходного кода будущей программы мы сталкиваемся с ситуацией, когда дальнейший ход нашей программы зависит от конкретного значения какой-то переменной либо выражения, причём когда выбор таких значений, мягко говоря, немаленький. Мы, конечно же в данном случае можем воспользоваться условными конструкциями if, else, else if, но в данном случае это будет не совсем удобно и читабельно. Для этой ситуации существует такая конструкция, чтобы было очевидно, что мы выбираем какие-то конкретные варианты значений одной переменной или одного выражения.
И таким оператором и служит switch, который также можно отнести к оператору ветвления. Также данный оператор очень часто называют оператором вариантов. Ещё в народе его зовут переключателем в соответствии с его переводом на русский.
switch – оператор, который сравнивает последовательно значение переменной, находящейся в скобках со всеми вариантами значений, находящимися после каждого ключевого слова case. При совпадении данных значений выполняется код, следующий за case. Затем, если встретится ключевое слово break либо закрывающая фигурная скобка, произойдет выход из конструкции switch. Если со значением переменной не совпадет ни одно из значений, выполнится код после необязательной инструкции default
Оператор break в ветвях case является необязательным. Если его не будет в какой-то из ветвей, то выхода из тела оператора не произойдёт и код продолжит выполнение дальше внутри тела. Причём, если дальше встретится следующая ветвь case, то её код выполнится независимо от сравниваемого значения. Приём без break используется как правило для того, чтобы выполнить ту или иную ветвь в зависимости не от одного, а от нескольких вариантов значения переменной (выражения), находящейся(гося) в скобках. Выглядеть такая ветвь будет примерно вот так
Ветвь default, как было указано выше, также необязательна и при её отсутствии в случае несовпадения значения переменной или выражения ни с одним значением в вариантах ничего не делается, то есть ни один участок кода, находящийся в теле оператора switch, не будет выполнен.
Также нелишним будет заметить что ветви case и default можно располагать в любом порядке, хотя мы привыкли, что ветвь default, которая, кстати быть должна только одна, всегда в конструкции switch расположена в самом низу тела.
Если вы вдруг что-то не поняли или недопоняли из объяснения выше, то, надеюсь, смысл оператора switch будет понятен из практической части. Также данным оператором в будущих уроках мы будем очень часто пользоваться и вы непременно к нему привыкнете.
И давайте теперь перейдём к нашей практической части. Я постараюсь дать такой простой пример, который будет понятен каждому. Пусть он не пригодится в будущем, но сейчас самое важное для нас то, чтобы мы уяснили, как именно работает конструкция switch.
Создадим новый проект из проекта прошлого занятия с именем MYPROG09 и присвоим ему имя MYPROG10.
Откроем файл main.c и в функции main(), как обычно, удалим весь код тела кроме возврата нуля, останется от него вот это
int main()
return 0 ; //Return an integer from a function
Добавим код, в котором программа попросит пользователя ввести целое число из предложенных вариантов. Затем мы введённое пользователем число с помощью оператора switch, с которым мы познакомились выше, обработаем соответствующим образом. В свою очередь, ввод числа и конструкцию switch мы также обернём в бесконечный цикл, чтобы нас после каждого ввода числа не выбрасывало из программы
Подробно про оператор switch в Java
В этом руководстве вы научитесь использовать оператор switch в Java для управления потоком выполнения вашей программы.
В Java мы использовали if..else..if для выполнения блока кода среди нескольких блоков. Однако синтаксис if … else … if слишком длинный.
Следовательно, мы можем использовать оператор switch вместо длинных if … else … if. Использование операторов switch делает наш код более читабельным.
Switch эволюционировал со временем – были добавлены новые поддерживаемые типы, особенно в Java 5 и 7. Кроме того, он продолжает развиваться – выражения switch, вероятно, будут введены в Java 12.
Синтаксис оператора switch
Оператор switch оценивает выражение (в основном переменное) и сравнивает его со значениями (могут быть выражениями) каждой метки case.
Теперь, если значение соответствует определенной метке case, то выполняются все операторы соответствующей метки case.
Например, если переменная / выражение равно значению 2. В этом случае выполняются все операторы этого совпадающего case (операторы case2).
Обратите внимание, что в каждом случае используются операторы break. Оператор break используется для завершения выполнения оператора switch.
Это важно, потому что если break не используется, все операторы после соответствующего case выполняются последовательно до конца оператора switch.
Что следует помнить:
Пример 1
The day is Wednesday
В приведенном выше примере мы использовали оператор switch, чтобы узнать день недели. Здесь у нас есть переменная неделя, которая содержит целочисленное значение. Значение сравнивается с каждым случаем внутри блока переключателя.
Здесь значение недели равно 4. Следовательно, оно соответствует случаю 4. Таким образом, выполняется оператор внутри случая 4.
Пример 2: создание калькулятора с использованием оператора switch
Программа ниже принимает от пользователя три ввода: один оператор и 2 числа. На основе оператора, предоставленного пользователем, он выполняет расчет чисел. Затем результат отображается на экране.
Перед тем как приступить к работе с программой, убедитесь, что вы знаете о Java Scanner, чтобы принимать данные от пользователя.
В приведенном выше примере мы использовали оператор switch для создания калькулятора на Java. Он выполняет расчет на основе оператора, предоставленного пользователем.
Пример 3
Допустим, у нас есть следующие вложенные операторы if-else:
Приведенный выше код выглядит не очень хорошо, и его будет сложно поддерживать и обдумывать. Чтобы улучшить читаемость, мы могли бы использовать здесь оператор switch:
Как показано выше, мы сравниваем animal аргумента switch с несколькими значениями case. Если ни одно из значений case не равно аргументу, то выполняется блок под меткой по умолчанию.
Проще говоря, оператор break используется для выхода из оператора switch.
Заявление break
Хотя большинство операторов switch в реальной жизни подразумевают, что должен быть выполнен только один из блоков case, оператор break необходим для выхода из switch после завершения блока.
Чтобы продемонстрировать это, опустим операторы break и добавим вывод в консоль для каждого блока:
Давайте выполним этот код ForgotBreakInSwitch(«DOG») и проверим вывод, чтобы убедиться, что все блоки выполняются:
domestic animal
unknown animal
Поэтому нам следует быть осторожными и добавлять операторы break в конце каждого блока, если нет необходимости переходить к коду под следующей меткой.
Единственный блок, в котором не требуется разрыв, – это последний, но добавление разрыва к последнему блоку делает код менее подверженным ошибкам.
Мы также можем воспользоваться этим поведением, чтобы опустить break, когда мы хотим, чтобы один и тот же код выполнялся для нескольких операторов case. Давайте перепишем пример из предыдущего раздела, сгруппировав первые 2 случая:
Переключение Аргумента и регистра значений
Теперь давайте обсудим допустимые типы аргументов switch и значений case, требования к ним и то, как оператор switch работает со строками.
Типы данных
Мы не можем сравнивать все типы объектов и примитивов в операторе switch. Переключатель работает только с четырьмя примитивами и их оболочками, а также с типом перечисления и классом String:
Тип String доступен в операторе switch, начиная с Java 7. Тип перечисления был представлен в Java 5 и с тех пор доступен в операторе switch. Классы-оболочки также доступны с Java 5.
Конечно, аргументы переключателя и значения case должны быть одного типа.
Нет null значений
Мы не можем передать нулевое значение в качестве аргумента инструкции switch. Если мы это сделаем, программа выдаст исключение NullPointerException, используя наш первый пример переключения:
Конечно, мы также не можем передать null как значение в метку case оператора switch. Если мы это сделаем, код не скомпилируется.
Значения регистра как константы времени компиляции
Если мы попытаемся заменить значение case DOG переменной dog, код не будет компилироваться, пока мы не отметим переменную dog как final:
Сравнение строк
Если оператор switch использовал оператор равенства для сравнения строк, мы не смогли бы правильно сравнить аргумент String, созданный с помощью оператора new, со значением case String.
К счастью, оператор switch использует скрытый метод equals().
switch выражения
JDK 13 теперь доступен и содержит улучшенную версию новой функции, впервые представленной в JDK 12: выражения switch.
Чтобы включить его, нам нужно передать компилятору параметр –enable-preview.
Новое выражение переключателя
Давайте посмотрим, как выглядит новое выражение переключения при переключении через несколько месяцев:
Отправка значения типа Month.JUNE установит результат в 3.
Ключевое слово yield
Если пойти немного дальше, то есть возможность получить детальный контроль над тем, что происходит в правой части выражения, с помощью блоков кода. В таком случае нам нужно использовать ключевое слово yield:
Возврат внутри выражения переключателя
Вследствие различия между операторами switch и выражениями переключения, можно вернуться изнутри оператора, но нам не разрешено делать это из выражения.
Следующий пример вполне допустим и будет компилироваться:
Однако следующий код не будет компилироваться, поскольку мы пытаемся выполнить возврат за пределами включающего выражения переключателя:
При использовании операторов switch на самом деле не имеет значения, охвачены ли все случаи.
Следующий код, например, имеет место быть:
Однако для выражений переключения компилятор настаивает на том, чтобы были учтены все возможные случаи. Следующий фрагмент кода, например, не будет компилироваться, так как нет случая по умолчанию и не все возможные случаи рассмотрены:
Выражение switch, однако, будет действительным, когда будут рассмотрены все возможные случаи, как в следующем примере:
Обратите внимание, что в приведенном выше фрагменте кода нет регистра по умолчанию. Пока рассмотрены все случаи, выражение switch будет действительным.
Средняя оценка / 5. Количество голосов:
Или поделись статьей
Видим, что вы не нашли ответ на свой вопрос.