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html Java 中优化 Switch 语句：全面指南

Java 中优化 Switch 语句：全面指南
目录

介绍
了解基本的 Switch 语句
在 Java 中优化 Switch 的情况
在 Switch 语句中处理字符串和字符
增强的 Switch 表达式
减少情况并提高可读性
结论



章节
页数


介绍
1


了解基本的 Switch 语句
2


在 Java 中优化 Switch 的情况
4


在 Switch 语句中处理字符串和字符
6


增强的 Switch 表达式
8


减少情况并提高可读性
10


结论
12


介绍

        Switch 语句是 Java 中基本的控制流程机制，使开发人员能够根据变量的值执行不同的代码块。虽然功能强大，但传统的 Switch 语句可能会变得笨重且效率较低，尤其是在处理大量情况或复杂条件时。本指南探讨了优化 Java 中 Switch 语句的策略，提高性能和可读性。我们将深入讨论如何减少不必要的情况、有效处理不同的数据类型，以及利用 Java 的增强 Switch 功能。
    
了解基本的 Switch 语句

        Switch 语句评估一个变量，并执行与其值匹配的相应 case 块。以下是一个基本示例：
    
    




		
		
			
			
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;
    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;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
 
					
				
			
		


解释：

switch 评估 grade 变量。
如果 grade 是 'B'，则打印 "Good!"。
break 语句退出 switch 以防止贯穿。

优点：

适用于多条件的清晰结构。
对于有限数量的情况来说效率高。

缺点：

当有很多情况时可能变得难以管理。
仅限于特定的数据类型（例如，较新的 Java 版本中的 int、char、String）。

在 Java 中优化 Switch 的情况

        优化 Switch 语句涉及减少冗余并提高性能。一种常见的优化是通过将相似的情况组合在一起来最小化 case 语句的数量。
    
移除冗余情况

        如果多个情况执行相同的代码，它们可以组合在一起：
    
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A':
    case 'a':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
    case 'b':
        System.out.println("Good!");
        break;
    case 'C':
    case 'c':
        System.out.println("Fair!");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}

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


好处：

减少 case 语句的数量。
无缝处理大写和小写输入。

消除不必要的情况

        如果逻辑允许，某些情况可能是冗余的，可以被移除。例如，使用默认情况来处理意外的值可以简化 switch。
    
在 Switch 语句中处理字符串和字符

        Java 允许在 char 和 String 类型上使用 Switch 语句。然而，处理这些类型需要谨慎，以避免常见的陷阱。
    
在字符上进行 Switch

        在字符值上进行 Switch 时，确保字符类型的一致性是至关重要的：
    
    




		
		
			
			
Java
			
			char option = 'x';

option = Character.toLowerCase(option);

switch (option) {
    case 'x':
        System.out.println("Option X selected.");
        break;
    case 'y':
        System.out.println("Option Y selected.");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid option");
}

			
				
					
				
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						char option = 'x';
 
option = Character.toLowerCase(option);
 
switch (option) {
    case 'x':
        System.out.println("Option X selected.");
        break;
    case 'y':
        System.out.println("Option Y selected.");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid option");
}
 
					
				
			
		


关键点：

小写转换：将字符转换为小写可确保比较的一致性，减少所需的情况数量。
类型一致性：Switch 期望一个 char 类型；传递一个 String 将导致编译错误。

在字符串上进行 Switch

        在 String 类型上进行 Switch 更加灵活，但需要处理字符串特有的细微差别：
    
    




		
		
			
			
Java
			
			String command = "START";

command = command.toLowerCase();

switch (command) {
    case "start":
        System.out.println("System starting...");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("System stopping...");
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown command");
}

			
				
					
				
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						String command = "START";
 
command = command.toLowerCase();
 
switch (command) {
    case "start":
        System.out.println("System starting...");
        break;
    case "stop":
        System.out.println("System stopping...");
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown command");
}
 
					
				
			
		


关键点：

转换为小写：确保不区分大小写的匹配。
字符串输入：Switch 语句比较字符串字面量，因此必须处理 null 值以避免 NullPointerException。

增强的 Switch 表达式

        Java 14 引入了增强的 Switch 语句，提供了更简洁和灵活的语法。这种现代方法消除了对 break 语句的需求，并允许更复杂的表达式。
    
传统 Switch vs. 增强 Switch


特性
传统 Switch
增强 Switch


语法
冗长，需要 break
简洁，不需要 break


返回值
不直接支持
可以返回值


箭头标签
不可用
支持 -> 箭头标签


增强 Switch 的示例
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

String result = switch (Character.toLowerCase(grade)) {
    case 'a' -> "Excellent!";
    case 'b' -> "Good!";
    case 'c' -> "Fair!";
    default -> "Invalid grade";
};

System.out.println(result);

			
				
					
				
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						char grade = 'B';
 
String result = switch (Character.toLowerCase(grade)) {
    case 'a' -> "Excellent!";
    case 'b' -> "Good!";
    case 'c' -> "Fair!";
    default -> "Invalid grade";
};
 
System.out.println(result);
 
					
				
			
		


优势：

简洁性：减少样板代码。
表现力：允许在情况下包含多行语句和复杂操作。
安全性：默认消除贯穿错误。

减少情况并提高可读性

        精简 Switch 语句不仅提升性能，还使代码更加易读和可维护。
    
将字符转换为小写

        通过在 Switch 之前将输入字符转换为小写，您可以减少所需处理不同情况的数量。
    
    




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

switch (input) {
    case 'a':
        System.out.println("Option A selected.");
        break;
    case 'b':
        System.out.println("Option B selected.");
        break;
    case 'c':
        System.out.println("Option C selected.");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid option.");
}

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


好处：

更少的情况：每个选项仅一个情况，而不是大写和小写的多个情况。
增强的清晰度：简化 switch 逻辑，使其更易于理解。

优化导入和代码结构

        移除不必要的导入并组织代码结构可以进一步优化 Switch 语句。
    
    




		
		
			
			
Java
			
			import java.util.Locale;

public class SwitchOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "Start";
        executeCommand(command);
    }

    public static void executeCommand(String command) {
        command = command.toLowerCase(Locale.ROOT);

        switch (command) {
            case "start" -> System.out.println("System starting...");
            case "stop" -> System.out.println("System stopping...");
            default -> System.out.println("Unknown command.");
        }
    }
}

			
				
					
				
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						import java.util.Locale;
 
public class SwitchOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "Start";
        executeCommand(command);
    }
 
    public static void executeCommand(String command) {
        command = command.toLowerCase(Locale.ROOT);
 
        switch (command) {
            case "start" -> System.out.println("System starting...");
            case "stop" -> System.out.println("System stopping...");
            default -> System.out.println("Unknown command.");
        }
    }
}
 
					
				
			
		


主要改进：

区域设置指定：使用 Locale.ROOT 确保在不同区域设置中的一致行为。
方法提取：将 Switch 逻辑封装在一个方法中，改善代码组织。

结论

        优化 Java 中的 Switch 语句对于编写高效、易读和可维护的代码至关重要。通过减少情况数量、有效处理数据类型以及利用 Java 的增强 Switch 功能，开发人员可以简化控制流程机制。这些优化不仅提升了性能，还提高了代码库的整体质量。
    
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章节	页数
介绍	1
了解基本的 Switch 语句	2
在 Java 中优化 Switch 的情况	4
在 Switch 语句中处理字符串和字符	6
增强的 Switch 表达式	8
减少情况并提高可读性	10
结论	12
特性	传统 Switch	增强 Switch
语法	冗长，需要 break	简洁，不需要 break
返回值	不直接支持	可以返回值
箭头标签	不可用	支持 `->` 箭头标签