欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

尝鲜Java 12新特性:switch表达式

程序员文章站 2022-04-08 20:46:23
Java 12将在两个月后(2019/3/19)发布,现已进入RDP1阶段,确定加入8个JEP。其中对Java语法的改进是JEP 325: switch表达式。于是我迫不及待,提前感受一下更先进的语言特性。 ......

java 12将在两个月后(2019/3/19)发布,现已进入rdp1阶段,确定加入8个jep。其中对java语法的改进是jep 325: switch表达式。于是我迫不及待,提前感受一下更先进的语言特性。

因为12没有正式发布,本文使用自己编译的openjdk。嫌麻烦的话,也可以直接使用官方的。jep325是预览(preview)特性,编译运行时需要添加--enable-preview参数。

顾名思义,这个feature是对switch动手脚的。包括两个方面。

1. 简化fall-through规则

下面这样的switch代码我们写过几万遍了

switch (today) {
    case saturday:
    case sunday:
        system.out.println("i'm happy!");
        break;
    case monday:
    case tuesday:
    case wednesday:
    case thursday:
    case friday:
        system.out.println("i'm sad...");
        break;
    default:
        system.out.println("i'm confused.");
}

这段代码存在的问题是:

1. 内容不符合爱岗敬业的核心价值观(敲黑板!重要!!)
2. 多个条件对应相同代码时(比如monday到friday),要重复写多个case,冗余且丑陋
3. 每一段代码后面都要有break,一旦忘记就会有编译器检测不到的逻辑错误
4. 变量作用域混乱

第四个问题可能长被忽略。case或者default后面是一连串的语句,而不是代码块(注意,它是没有大括号的)。这种情况下定义的局部变量,其作用域不是case后的部分,而是整个switch结构。因此,下面的代码无法通过编译。

switch (today) {
    case moday:
        int x = 1;
        break;
    default:
        int x = 0; //variable x is already defined in the scope
}

编译器看到的是在一个作用域中存在两个x,非常违背人类的直觉。

上面的四个问题,除了1,剩下的万恶之源就是fall-through规则。即switch结构在找到第一个匹配的case条件后,会顺序执行后面所有case对应的代码,无论是否判断为真。这是40多年前c语言创造后来java原样照抄的经典语法,但在今天看起来就显得很呆萌了,新的语言也几乎都放弃了fall-through。

好在,尽管后知后觉,从12开始java开发者也可以选择更简洁清晰的语法了。就像这样

switch (today) {
    case sunday, saturday -> system.out.println("i'm happy!");
    case monday, tuesday, wednesday, thursday, friday -> system.out.println("i'm happy, too!!");
    default -> system.out.println("i'm confused.");
}

很容易看出语法的变化,这些变化也解决了上面的四个问题。归纳一下:

1. 程序内容积极向上,体现了新时代的奋斗精神(敲黑板!重要!!)
2. 对应相同动作的多个case合并为一行,代码更简洁
3. 条件和动作之间用->连接,这时fall-through规则失效。匹配到的分支代码执行完后直接跳出,不会继续执行下面的case对应的代码。也就是不需要再为每一个分支写break了。程序更简洁清晰,也更符合人类的直觉。
   需要注意,为了保持向后兼容性,case条件后依然可以使用:,这时fall-through还是有效的,即不能省略原有的break。而一个switch结构里不能混用->:,否则会有编译错误。
4. 每一个->后面只允许接一个表达式、一个代码块、或者一个throw语句。这样在代码块中定义的局部变量,其作用域就限制在代码块中,而不是蔓延到整个switch结构。逻辑更加清楚了。

2. switch作为表达式(expression)

switch结构一直是一个statement,而从java 12开始,它也可以用作expression。从学院派的定义理解statement和expression的区别叫人头疼,如果说人话的话,就是switch可以有返回值了。

作为statement的switch没有返回值,所以我们不能写出这样的代码

x = switch (y) { ... }

如果需要根据不同的条件给某个变量赋值,我们以前只能这样做

string word = "";
switch (num) { case 1: word = "one"; break; case 2: word = "two"; break; default: string result = string.format("other (%d)", num); word = result; }

让人难受的地方有两个。

1. 重复多次地写赋值语句,繁琐且易错。
2. 这段程序的终极目标是为word变量赋值,而赋值前必须在其他的地方初始化word,淡化了二者的逻辑关系,代码也显得琐碎。

从12开始我们可以这样改造代码

string word = switch (num) {
    case 1 -> "one";
    case 2 -> "two";
    default -> {
        string result = string.format("other (%d)", num);
        break result;
    }
};

可见,switch成了一个表达式(expression),它有自己的返回值。每一个分支只需要决定具体的返回值是什么,不需要考虑如何使用这个值。而全程只需要一次赋值操作。代码整体变得更简洁、紧凑、清晰。

而返回值又有两种写法。还记得吗,上一节提到过,->后只能接三样东西:表达式、代码块、throw语句。throw的情况没有返回值,先不管它。另外两种情况:

1. 如果分支只有一个表达式,那么表达式本身就是switch的值,比如上面例子里的"one""two"
2. 如果分支是一个代码块,比如例子中的default,可以看到java 12改造了break关键字,可以通过break result的形式返回值。switch并没有抛弃break,而是赋予它更重要的职能。

作为expression的switch也可以使用:,在这种情况下,各个分支必须用break关键字返回值。像这样

string word = switch (num) {
    case 1 : break "one";
    case 2 : break "two";
    default : {
        string result = string.format("other (%d)", num);
        break result;
    }
};

上面例子中,case 1case 2中的break不能省略,否则会有编译错误。

很显然,当switch用作expression时,每一个分支都必须有返回值(或者有throw异常)。我们不能写下面这样的代码

string word = switch (num) {
    case 1 -> "one";
    case 2 -> "two";
    default -> {
        system.out.println("莫挨老子");
        //错误: switch rule completes without providing a value
    }
};

编译器不知道当num=3的时候应该返回什么,于是它愤怒地抛出了一个错误。

最后要强调,switch在不返回值的时候,还是一个statement。而作为expression并且在一句代码的结尾处时,不要忘了后面的分号!(亲自踩坑,友情提醒)

to be continue...

可能你会觉得这些改进还是小修小改,不值得过分激动。但是,jep 325是jep 305: pattern matching的依赖。虽然没有最终确定,但或许pattern matching会在不久后的几个版本正式引入,到时又将是语言层面的大革命。后续的几个版本还是值得期待的。