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

Java SenLin 3年前 (2021-01-20) 422次浏览 已收录 0个评论

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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:

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;
    }
}
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:

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:

// 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:

// 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:

// 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:

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:

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:

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:

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:

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

反编译结果为:

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。

来源 | https://jitwxs.cn/6f3eddff.html

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