第02讲 - Studyeasy

html 优化Java中的Switch Case：全面指南


优化Java中的Switch Case：全面指南

目录

介绍.....................................................................................1
理解Java中的Switch Case............................................3

2.1. 什么是Switch Case？..........................................................3
2.2. Switch Case的基本语法................................................4


提高Switch Case的效率.............................................7

3.1. 减少案例中的冗余..............................................7
3.2. 有效处理字符和字符串..................................10


实际应用............................................................13

4.1. 示例代码解释.....................................................13
4.2. 逐步代码分析................................................16
4.3. 输出解释..........................................................20


高级Switch语句功能...............................................23

5.1. 增强的Switch表示法..................................................23
5.2. 优化Imports和Dependencies.....................................25


结论...................................................................................28
附加资源.....................................................................29


介绍
    Java的switch语句是一种强大的控制结构，允许开发者根据表达式的值执行不同的代码部分。与多个if-else语句相比，switch case可以使代码更具可读性和可管理性，但当未能优化使用时，可能会出现效率低下的问题。本电子书深入探讨了提升Java中switch case效率的方法，重点是减少冗余、有效处理不同数据类型，并利用最近Java版本引入的高级功能。
为什么要优化Switch Case？
    优化switch case会带来：

提高可读性：更清晰的代码更容易维护和理解。
增强性能：高效的switch语句可以更快地执行，尤其是在有许多案例时。
减少错误：最小化冗余降低了出错的可能性。

内容概览
    本指南涵盖了switch语句的基础知识，优化策略，实际应用示例代码，以及进一步完善Java应用程序的高级功能。

理解Java中的Switch Case
2.1. 什么是Switch Case？
    Java中的switch语句允许你根据表达式的值执行不同的代码部分。它会对表达式进行一次评估，并将其值与多个case标签进行比较，执行匹配案例的代码块。
2.2. Switch Case的基本语法
    




		
		
			
			
Java
			
			switch (expression) {
    case value1:
        // Code block
        break;
    case value2:
        // Code block
        break;
    // More cases...
    default:
        // Default code block
}
			
				
					
				
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11
				
						switch (expression) {
    case value1:
        // Code block
        break;
    case value2:
        // Code block
        break;
    // More cases...
    default:
        // Default code block
}
					
				
			
		


    关键组成部分：

表达式：被评估的变量或值。
案例标签：表达式要比较的具体值。
Break语句：防止执行到后续案例。
默认案例：如果没有案例匹配表达式，则执行。

    示例：
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
			
				
					
				
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11
				
						char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
					
				
			
		


    输出：




		
		
			
			
Java
			
			Good!
			
				
					
				
					1
				
						Good!
					
				
			
		



提高Switch Case的效率
    虽然基本的switch语句是有效的，但通过优化可以提高性能和代码的清晰度。本节探讨实现这一目标的策略。
3.1. 减少案例中的冗余
    冗余发生在多个案例执行类似或相同的操作时。要最小化这种情况：

合并案例：将多个导致相同行动的案例分组。

    优化前：
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good!");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Fair!");
        break;
    case 'D':
        System.out.println("Poor!");
        break;
    case 'E':
        System.out.println("Fail!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
			
				
					
				
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						char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good!");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Fair!");
        break;
    case 'D':
        System.out.println("Poor!");
        break;
    case 'E':
        System.out.println("Fail!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
					
				
			
		


    优化后：
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
    case 'C':
        System.out.println("Good or Fair!");
        break;
    case 'D':
    case 'E':
        System.out.println("Poor or Fail!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
			
				
					
				
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						char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
    case 'C':
        System.out.println("Good or Fair!");
        break;
    case 'D':
    case 'E':
        System.out.println("Poor or Fail!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade!");
}
					
				
			
		


    益处：

减少代码行数：更少的case语句使代码更加简洁。
维护更容易：更少的地方需要更改。

3.2. 有效处理字符和字符串
    在switch case中处理字符或字符串时，有效地处理它们以避免错误和冗余是至关重要的。
处理字符：
    在评估之前将字符转换为统一的大小写（例如，小写），以减少案例的数量。
    示例：
    




		
		
			
			
Java
			
			char input = 'B';
input = Character.toLowerCase(input);

switch (input) {
    case 'a':
        System.out.println("Option A selected.");
        break;
    case 'b':
        System.out.println("Option B selected.");
        break;
    // Additional cases...
    default:
        System.out.println("Invalid option.");
}
			
				
					
				
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14
				
						char input = 'B';
input = Character.toLowerCase(input);
 
switch (input) {
    case 'a':
        System.out.println("Option A selected.");
        break;
    case 'b':
        System.out.println("Option B selected.");
        break;
    // Additional cases...
    default:
        System.out.println("Invalid option.");
}
					
				
			
		


    优势：

大小写不敏感：通过统一处理'A'和'a'。
案例更少：减少了分别为大写和小写设置案例的需要。

处理字符串：
    使用字符串时，将其转换为小写（或大写）以标准化输入。
    示例：
    




		
		
			
			
Java
			
			String command = "START";
command = command.toLowerCase();

switch (command) {
    case "start":
        System.out.println("Starting the process.");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("Stopping the process.");
        break;
    // Additional cases...
    default:
        System.out.println("Unknown command.");
}
			
				
					
				
					1
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						String command = "START";
command = command.toLowerCase();
 
switch (command) {
    case "start":
        System.out.println("Starting the process.");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("Stopping the process.");
        break;
    // Additional cases...
    default:
        System.out.println("Unknown command.");
}
					
				
			
		


    关键点：

使用 toLowerCase() 或 toUpperCase()：标准化字符串以进行一致的大小写比较。


考虑地区：注意可能影响字符串转换的地区特定情况。



实际应用
    本节提供了一个实践方法来实现前面讨论的优化switch case策略。
4.1. 示例代码解释
    考虑一个处理用户输入命令的Java程序。初始实现可能存在冗余案例和效率低下的问题。
    初始代码：
    




		
		
			
			
Java
			
			String command = "Start";

switch (command) {
    case "Start":
        System.out.println("Process Started.");
        break;
    case "start":
        System.out.println("Process Started.");
        break;
    case "STOP":
        System.out.println("Process Stopped.");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("Process Stopped.");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid Command.");
}
			
				
					
				
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						String command = "Start";
 
switch (command) {
    case "Start":
        System.out.println("Process Started.");
        break;
    case "start":
        System.out.println("Process Started.");
        break;
    case "STOP":
        System.out.println("Process Stopped.");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("Process Stopped.");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid Command.");
}
					
				
			
		


    问题：

冗余案例："Start" 和 "start"，"STOP" 和 "stop"有单独的案例。
代码重复：多个案例中重复执行相同的操作。

4.2. 逐步代码分析
    优化后的代码：
    




		
		
			
			
Java
			
			public class CommandProcessor {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "Start";
        processCommand(command);
    }

    public static void processCommand(String command) {
        // Convert command to lowercase to handle case insensitivity
        command = command.toLowerCase();

        switch (command) {
            case "start":
                System.out.println("Process Started.");
                break;
            case "stop":
                System.out.println("Process Stopped.");
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid Command.");
        }
    }
}
			
				
					
				
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						public class CommandProcessor {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "Start";
        processCommand(command);
    }
 
    public static void processCommand(String command) {
        // Convert command to lowercase to handle case insensitivity
        command = command.toLowerCase();
 
        switch (command) {
            case "start":
                System.out.println("Process Started.");
                break;
            case "stop":
                System.out.println("Process Stopped.");
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid Command.");
        }
    }
}
					
				
			
		


    解释：

方法提取：processCommand方法封装了switch逻辑。
案例标准化：command.toLowerCase()确保输入不区分大小写。
合并案例：通过标准化输入，移除了冗余案例。

    益处：

更清晰的代码：更少的案例和减少的重复。
更容易维护：更改只需在一个地方进行。

4.3. 输出解释
    示例运行：
    




		
		
			
			
Java
			
			Process Started.
			
				
					
				
					1
				
						Process Started.
					
				
			
		


    当command = "Start"时，程序：

将 "Start" 转换为 "start"。
匹配 "start" 案例。
执行System.out.println("Process Started.");

    另一个示例：
    




		
		
			
			
Java
			
			String command = "STOP";
			
				
					
				
					1
				
						String command = "STOP";
					
				
			
		


    输出：
    




		
		
			
			
Java
			
			Process Stopped.
			
				
					
				
					1
				
						Process Stopped.
					
				
			
		


    默认案例示例：
    




		
		
			
			
Java
			
			String command = "Pause";
			
				
					
				
					1
				
						String command = "Pause";
					
				
			
		


    输出：
    




		
		
			
			
Java
			
			Invalid Command.
			
				
					
				
					1
				
						Invalid Command.
					
				
			
		



高级Switch语句功能
    Java在最近的版本中引入了增强功能，提升了switch语句的功能和效率。本节探讨这些功能。
5.1. 增强的Switch表示法
    Java 14引入了更简洁且富有表现力的switch表达式，减少了样板代码并提高了可读性。
    示例：传统Switch
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';
String feedback;

switch (grade) {
    case 'A':
        feedback = "Excellent!";
        break;
    case 'B':
        feedback = "Good!";
        break;
    case 'C':
        feedback = "Fair!";
        break;
    default:
        feedback = "Invalid grade!";
}
System.out.println(feedback);
			
				
					
				
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						char grade = 'B';
String feedback;
 
switch (grade) {
    case 'A':
        feedback = "Excellent!";
        break;
    case 'B':
        feedback = "Good!";
        break;
    case 'C':
        feedback = "Fair!";
        break;
    default:
        feedback = "Invalid grade!";
}
System.out.println(feedback);
					
				
			
		


    示例：增强Switch
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';
String feedback = switch (grade) {
    case 'A' -> "Excellent!";
    case 'B' -> "Good!";
    case 'C' -> "Fair!";
    default -> "Invalid grade!";
};
System.out.println(feedback);
			
				
					
				
					1
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8
				
						char grade = 'B';
String feedback = switch (grade) {
    case 'A' -> "Excellent!";
    case 'B' -> "Good!";
    case 'C' -> "Fair!";
    default -> "Invalid grade!";
};
System.out.println(feedback);
					
				
			
		


    优势：

减少样板代码：无需使用break语句。
内联赋值：允许直接将结果赋值给变量。
提高可读性：更清晰、更具表现力的语法。

5.2. 优化Imports和Dependencies
    高效的代码通常涉及管理imports和dependencies，以防止不必要的开销。
    最佳实践：

移除未使用的Imports：仅保留必要的imports，减少杂乱和潜在的冲突。
使用具体的Imports：优先使用具体的类imports而不是通配符imports，以提高清晰度。

    示例：
    优化前：
    




		
		
			
			
Java
			
			import java.util.*;
import java.io.*;

public class Sample {
    // Class code
}
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
6
				
						import java.util.*;
import java.io.*;
 
public class Sample {
    // Class code
}
					
				
			
		


    优化后：
    




		
		
			
			
Java
			
			import java.util.Scanner;

public class Sample {
    // Class code
}
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
				
						import java.util.Scanner;
 
public class Sample {
    // Class code
}
					
				
			
		


    益处：

提高清晰度：清楚地指明使用了哪些类。
潜在的性能提升：虽然是小幅度，但减少imports可以稍微提高编译时间。


结论
    优化Java中的switch case对于编写高效、可读和可维护的代码至关重要。通过减少冗余、有效处理不同数据类型，并利用增强的switch表示法等高级功能，开发者可以显著提高Java应用程序的性能和清晰度。
主要收获：

标准化输入：在评估前将字符和字符串转换为统一的大小写。
合并冗余案例：分组执行相同操作的多个案例。
利用高级功能：使用增强的switch表达式以获得更清洁的语法。
明智管理Imports：保持imports具体并移除未使用的，以维护代码清晰度。

    拥抱这些优化策略不仅会简化你的代码，还会增强其可扩展性和健壮性。

附加资源

Oracle Java文档：Switch语句
Java 14增强的Switch表达式
Effective Java by Joshua Bloch
Java设计模式
Java代码优化技术



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