Java 17 LTS-增强的 switch 表达式
Java 17 LTS 中引入的增强的 switch 表达式是 Java 语言现代化的关键步骤之一。switch 语句自 Java 1.0 就存在，但随着 Java 语言的演进，switch 变得更加简洁、灵活，并且支持新的表达式形式。增强的 switch 表达式不仅提供了更好的可读性，还减少了常见的错误，比如遗漏 break 语句。这一特性在 Java 12 引入预览版，经过多个版本的迭代和改进，最终在 Java 17 中成为标准特性。
一、传统的 switch 语句
在 Java 17 之前，switch 语句是一种控制流语句，通常用于基于整数、字符串或枚举值执行不同的代码路径。它的典型使用方式如下：
int day = 2;
String dayName;switch (day) {case 1:dayName = "Sunday";break;case 2:dayName = "Monday";break;case 3:dayName = "Tuesday";break;default:dayName = "Unknown";break;
}System.out.println(dayName); // 输出：Monday
在传统的 switch 语句中，每个 case 分支后都需要手动加上 break 语句，以防止代码"穿透"到下一个 case。这种设计容易导致 break 的遗漏，进而产生运行时错误。
二、增强的 switch 表达式
为了简化 switch 语句并减少错误，Java 17 引入了增强的 switch 表达式，它不仅是语句，还可以作为表达式返回值。增强的 switch 主要包括以下特性：
- 不再需要手动添加
break：每个分支自动终止，避免了break语句的遗漏。 - 简化的分支语法：可以使用箭头（
->）来替代case语句块。 - 支持返回值：
switch可以作为表达式返回一个值。 - 支持
yield语句：可以显式地从switch表达式中返回值。
三、增强的 switch 表达式语法
1. 基本语法
增强的 switch 表达式可以使用新的箭头（->）符号来简化代码逻辑。例如：
int day = 2;
String dayName = switch (day) {case 1 -> "Sunday";case 2 -> "Monday";case 3 -> "Tuesday";default -> "Unknown";
};System.out.println(dayName); // 输出：Monday
这里，switch 不仅是一个控制流语句，而且是一个表达式，可以直接返回结果。每个 case 后面的 -> 简化了语法，不再需要 break，并且 switch 表达式会根据匹配的 case 自动返回对应的值。
2. 多个值的 case 分支
增强的 switch 允许一个 case 分支匹配多个值，使用逗号分隔。例如：
int day = 2;
String dayType = switch (day) {case 1, 7 -> "Weekend";case 2, 3, 4, 5, 6 -> "Weekday";default -> throw new IllegalArgumentException("Invalid day: " + day);
};System.out.println(dayType); // 输出：Weekday
这段代码中，case 1, 7 表示如果 day 为 1 或 7，则匹配该分支。多个值的 case 简化了处理逻辑。
3. yield 语句
yield 是 Java 17 中引入的一个新关键字，用于在 switch 表达式中返回值。它可以在复杂的分支逻辑中显式地从 switch 表达式中返回值。
int day = 2;
String dayDescription = switch (day) {case 1 -> "Sunday";case 2 -> {System.out.println("Processing Monday...");yield "Monday";}case 3 -> "Tuesday";default -> "Unknown";
};System.out.println(dayDescription); // 输出：Monday
在这个例子中，case 2 包含一个代码块，其中 yield 明确返回了 "Monday" 作为 switch 表达式的结果。
四、switch 表达式的优势
1. 减少错误
增强的 switch 表达式自动处理分支终止，不再需要手动添加 break 语句。这不仅减少了代码量，还避免了因 break 遗漏而产生的意外穿透问题。
传统 switch 语句的常见错误是忘记添加 break，导致程序进入下一个 case 分支，而不是按预期执行。增强的 switch 表达式通过自动结束每个分支，解决了这个问题。
2. 简化代码
增强的 switch 表达式的语法更加简洁，特别是当每个 case 只是简单的赋值时。箭头语法（->）使得代码更加清晰、易读，省去了大量的样板代码。
3. 支持复杂逻辑
通过引入 yield 关键字，增强的 switch 表达式不仅可以处理简单的情况，还可以应对更复杂的业务逻辑。在复杂逻辑的 case 中，可以使用代码块，最后通过 yield 返回值。
4. 函数式编程风格
增强的 switch 表达式提供了更接近函数式编程的风格，类似于 switch-case 这种多分支选择的表达式可以直接用于返回值。这在处理复杂的条件逻辑时非常有用，能够将多分支选择逻辑转化为表达式链。
五、switch 表达式与传统 switch 的对比
| 特性 | 传统 switch 语句 | 增强的 switch 表达式 |
|---|---|---|
| 是否返回值 | 不能作为表达式返回值 | 可以作为表达式返回值 |
break 语句 | 必须手动添加以防止穿透 | 不需要 break，每个分支自动终止 |
| 分支匹配 | 每个 case 只能匹配单个值 | 每个 case 可以匹配多个值，使用逗号分隔 |
| 语法 | 需要写完整的分支块，并且必须明确处理所有情况 | 语法简洁，可以直接使用箭头语法 |
| 处理复杂逻辑 | 需要嵌套代码块，无法返回值 | 支持 yield，可以返回复杂逻辑的结果 |
六、增强的 switch 表达式的使用场景
增强的 switch 表达式适用于以下场景：
- 替代 if-else 逻辑：当需要处理多个条件分支时，
switch表达式可以替代复杂的if-else语句，简化逻辑。 - 根据枚举值处理逻辑：在枚举值的处理场景中，
switch表达式可以直接根据枚举值返回结果，提高代码的可读性和简洁性。 - 返回计算结果：在需要根据输入值返回结果的场景中，
switch表达式通过返回值的特性，可以减少额外的代码块，使代码更加简洁和高效。 - 处理空值和默认值：
switch表达式通过default分支能够轻松处理未匹配的情况，确保逻辑的完整性和健壮性。
七、总结
Java 17 中的增强 switch 表达式为 Java 编程带来了更简洁、灵活和安全的分支选择结构。通过引入箭头语法和 yield，开发者可以更加高效地编写条件逻辑，并减少常见错误。相比传统的 switch 语句，增强的 switch 表达式显著简化了代码，增强了可读性，使代码更具现代化特性。无论是在处理简单的条件选择，还是复杂的分支逻辑，switch 表达式都为开发者提供了更好的工具。