讲座02 - Studyeasy

html 优化Java中的Switch语句：全面指南

优化Java中的Switch语句：全面指南
目录

介绍 .......................................................... 1
理解Switch语句 ..... 3
优化Switch语句 ............................. 7

消除冗余案例 ............. 8
移除不必要的空格 ........... 10
将字符转换为小写 ... 12


增强的Switch语句 .................... 15
实际应用 .......................... 18

示例代码解释 ....................... 19
程序输出分析 ..................... 22


比较：传统与优化的Switch语句 ............................................................... 25
结论 .......................................................... 29


介绍
Java的switch语句是一种强大的控制流程工具，允许开发人员根据变量的值执行不同的代码块。虽然传统的switch语句是有效的，但对其进行优化可以使代码更加简洁、高效和易于维护。本电子书深入探讨了优化Java中switch语句的复杂性，为初学者和开发人员提供了基本知识、工具和技术，以提升他们的编码实践。
优化Switch语句的重要性
优化switch语句可以提高代码的可读性，减少潜在错误，并增强性能。通过最小化冗余并利用Java的高级功能，开发人员可以编写更简洁高效的代码。
关键点概述

理解Java的switch语句基础。
消除冗余案例和不必要的空格的技术。
将字符转换为小写以实现一致的案例处理。
利用增强的switch语句以获得更好的性能和可读性。
通过示例代码和输出分析进行实际应用。

优化Switch语句的优缺点


优点
缺点


提高代码可读性
高级功能的初始学习曲线


通过优化逻辑增强性能
理解上的潜在复杂性


减少错误的可能性
可能需要重构现有代码


更易于维护和扩展



何时及何地使用优化的Switch语句
在基于单一变量评估多个条件的场景中，如菜单选择、状态管理和命令处理，优化的switch语句是理想的选择。它们在大型应用程序中尤为有益，因为这些应用程序需要高度的可维护性和性能。

理解Switch语句
Java中的switch语句允许基于表达式的值进行多路分支。它提供了使用多个if-else语句的替代方案，在处理众多条件时，提供了更有组织和可读的方法。
Switch语句的基本语法
    




		
		
			
			
Java
			
			switch (variable) {
    case value1:
        // 代码块
        break;
    case value2:
        // 代码块
        break;
    // 更多案例
    default:
        // 默认代码块
}
			
				
					
				
					1
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9
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11
				
						switch (variable) {
    case value1:
        // 代码块
        break;
    case value2:
        // 代码块
        break;
    // 更多案例
    default:
        // 默认代码块
}
					
				
			
		


Switch语句的组成部分

表达式：被评估的变量或表达式。
案例标签：表示表达式可能值的常量。
break语句：终止当前案例块。
默认案例：如果没有匹配的案例，则执行。

示例：传统Switch语句
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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						char grade = 'B';
 
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


输出：
    




		
		
			
			
Java
			
			Well done
			
				
					
				
					1
				
						Well done
					
				
			
		



优化Switch语句
优化switch语句涉及精炼switch逻辑，使其更高效和易于维护。本节探讨实现这一目标的各种策略。
消除冗余案例
冗余案例是指执行相同代码块的多个案例标签。消除它们简化了switch语句并减少了代码重复。
传统方法与冗余案例
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    case 'D':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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						char grade = 'B';
 
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    case 'D':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


在上述示例中，案例'C'和'D'执行相同的代码块。
优化方法
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
    case 'D':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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16
				
						char grade = 'B';
 
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
    case 'D':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


优点：

减少代码重复。
通过逻辑分组相似案例提高可读性。

移除不必要的空格
通过移除不必要的空格，确保一致的格式，可以提高代码的可读性和可维护性。
包含额外空格的未优化代码示例
    




		
		
			
			
Java
			
			switch (grade) {
    case 'A' :
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B'  :
        System.out.println("Well done");
        break;
    default :
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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10
				
						switch (grade) {
    case 'A' :
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B'  :
        System.out.println("Well done");
        break;
    default :
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


优化后的格式
    




		
		
			
			
Java
			
			switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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10
				
						switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


优点：

一致的缩进和空格提高了代码的清晰度。
开发人员之间更易于协作。

将字符转换为小写
一致地处理大小写敏感性，确保switch语句在输入大小写不同的情况下仍能正确工作。
传统的案例处理
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'b';

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
2
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12
				
						char grade = 'b';
 
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


如果grade是小写字母（'b'），则switch语句不会匹配任何案例。
带有小写转换的优化方法
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'b';
grade = Character.toLowerCase(grade);

switch (grade) {
    case 'a':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'b':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
2
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4
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13
				
						char grade = 'b';
grade = Character.toLowerCase(grade);
 
switch (grade) {
    case 'a':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'b':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


优点：

确保一致的案例处理。
通过集中处理大小写转换减少案例标签数量。


增强的Switch语句
Java 14引入了增强的switch语句，提供了更简洁和灵活的语法。增强的switch消除了显式break语句的需要，并支持箭头（->）语法，提高了代码的可读性。
传统Switch与增强Switch的比较


特性
传统Switch
增强Switch


语法
需要使用break语句
使用箭头->语法


贯穿行为
默认行为支持贯穿
默认不支持贯穿


表达式处理
仅限于特定类型
支持更复杂的表达式


返回值
通常不直接返回值
可以使用yield直接返回值


示例：增强Switch语句
传统Switch
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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12
				
						char grade = 'B';
 
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


增强Switch
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

switch (grade) {
    case 'A' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'B' -> System.out.println("Well done");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
2
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5
6
7
				
						char grade = 'B';
 
switch (grade) {
    case 'A' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'B' -> System.out.println("Well done");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		


优点：

更简洁和易读的语法。
消除了break语句的需要，减少了潜在错误。
支持直接返回值。

在增强Switch中利用Yield
yield关键字允许增强的switch直接返回值，使其适用于变量赋值。
    




		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'B';

String performance = switch (grade) {
    case 'A' -> "Excellent!";
    case 'B' -> "Well done";
    default -> "Invalid grade";
};

System.out.println(performance);
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
6
7
8
9
				
						char grade = 'B';
 
String performance = switch (grade) {
    case 'A' -> "Excellent!";
    case 'B' -> "Well done";
    default -> "Invalid grade";
};
 
System.out.println(performance);
					
				
			
		


输出：
    




		
		
			
			
Java
			
			Well done
			
				
					
				
					1
				
						Well done
					
				
			
		


优点：

简化了从switch语句返回值的过程。
增强了Java中的函数式编程能力。


实际应用
为了巩固对优化后的switch语句的理解，让我们通过示例代码进行实际应用并分析其输出。
示例代码解释
以下是一个示例Java程序，演示了使用讨论过的技术优化switch语句的处理。
    




		
		
			
			
Java
			
			package org.studyeasy;

public class SwitchCaseOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        char grade = 'b';
        grade = Character.toLowerCase(grade);

        switch (grade) {
            case 'a' -> System.out.println("Excellent!");
            case 'b' -> System.out.println("Well done");
            case 'c', 'd' -> System.out.println("Good");
            default -> System.out.println("Invalid grade");
        }
    }
}
			
				
					
				
					1
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15
				
						package org.studyeasy;
 
public class SwitchCaseOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        char grade = 'b';
        grade = Character.toLowerCase(grade);
 
        switch (grade) {
            case 'a' -> System.out.println("Excellent!");
            case 'b' -> System.out.println("Well done");
            case 'c', 'd' -> System.out.println("Good");
            default -> System.out.println("Invalid grade");
        }
    }
}
					
				
			
		


代码解析：

包声明：

            



		
		
			
			
Java
			
			package org.studyeasy;
			
				
					
				
					1
				
						package org.studyeasy;
					
				
			
		



将类组织在org.studyeasy包中。


类定义：

            



		
		
			
			
Java
			
			public class SwitchCaseOptimization {
			
				
					
				
					1
				
						public class SwitchCaseOptimization {
					
				
			
		



声明一个名为SwitchCaseOptimization的公共类。


主方法：

            



		
		
			
			
Java
			
			public static void main(String[] args) {
			
				
					
				
					1
				
						public static void main(String[] args) {
					
				
			
		



Java应用程序的入口点。


成绩初始化和转换：

            



		
		
			
			
Java
			
			char grade = 'b';
grade = Character.toLowerCase(grade);
			
				
					
				
					1
2
				
						char grade = 'b';
grade = Character.toLowerCase(grade);
					
				
			
		



初始化grade变量为'b'，并将其转换为小写，以确保一致的大小写处理。


增强的Switch语句：

            



		
		
			
			
Java
			
			switch (grade) {
    case 'a' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'b' -> System.out.println("Well done");
    case 'c', 'd' -> System.out.println("Good");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
6
				
						switch (grade) {
    case 'a' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'b' -> System.out.println("Well done");
    case 'c', 'd' -> System.out.println("Good");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		



利用增强的switch语法高效地处理不同的成绩案例。



程序输出分析
执行步骤：

初始化：

grade初始化为'b'。


案例转换：

grade被转换为小写，结果仍为'b'。


Switch评估：

switch语句评估grade的值。
匹配案例 'b' 并执行System.out.println("Well done");。



输出：
    




		
		
			
			
Java
			
			Well done
			
				
					
				
					1
				
						Well done
					
				
			
		


解释：

程序成功匹配转换为小写后的成绩 'b' 并打印相应的信息。

展示的增强功能

小写转换：确保switch语句处理大小写输入而无需冗余案例。
增强的Switch语法：提供更可读和简洁的switch语句，无需使用break语句。
多个案例标签：演示如何使用单一代码块处理多个案例（'c'和'd'）。


比较：传统与优化的Switch语句
理解传统与优化的switch语句之间的区别，对于在Java编程中实施最佳实践至关重要。
比较表


方面
传统Switch
优化Switch


语法
使用case和break语句
利用箭头->语法并支持多个标签


代码可读性
更加冗长，可能存在重复代码
简洁且更易于阅读


维护性
如果break语句遗漏，容易出错
无需显式break，减少错误可能性


性能
由于多个案例检查，效率略低
通过分组案例和精简逻辑，提高效率


案例处理
每个案例单独处理
支持多个案例标签和值转换


功能特性
仅限于过程性代码执行
支持使用yield返回功能性使用值


示例




		
		
			
			
Java
			
			switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
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12
13
				
						switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent!");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Well done");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		






		
		
			
			
Java
			
			switch (grade) {
    case 'A' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'B' -> System.out.println("Well done");
    case 'C', 'D' -> System.out.println("Good");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
6
				
						switch (grade) {
    case 'A' -> System.out.println("Excellent!");
    case 'B' -> System.out.println("Well done");
    case 'C', 'D' -> System.out.println("Good");
    default -> System.out.println("Invalid grade");
}
					
				
			
		




关键要点：

增强的Switch语句相比传统的switch提供了更现代和高效的方法。
优化的语法提高了可读性，并减少了常见错误的风险，如遗漏break语句。
分组案例标签简化了处理多个条件以执行相同操作的过程。


结论
优化Java中的switch语句是一项重要的实践，能带来更简洁、高效和易于维护的代码。通过消除冗余案例、移除不必要的空格、将字符转换为小写以及利用增强的switch语句，开发人员可以显著提升代码质量和性能。
关键要点

消除冗余：将执行相同代码的案例进行分组，减少重复。
一致的格式：移除不必要的空格以增强可读性。
案例转换：将输入变量转换为一致的大小写，简化switch逻辑。
增强的Switch语法：利用Java 14及以上版本的现代switch语句功能，实现更简洁和高效的代码。
实际应用：在实际场景中应用这些优化技术，观察代码质量和性能的显著改善。

通过整合这些优化策略，开发人员可以编写更有效和健壮的Java应用程序，最终促进更好的软件开发实践。
优点	缺点
提高代码可读性	高级功能的初始学习曲线
通过优化逻辑增强性能	理解上的潜在复杂性
减少错误的可能性	可能需要重构现有代码
更易于维护和扩展
特性	传统Switch	增强Switch
语法	需要使用break语句	使用箭头`->`语法
贯穿行为	默认行为支持贯穿	默认不支持贯穿
表达式处理	仅限于特定类型	支持更复杂的表达式
返回值	通常不直接返回值	可以使用yield直接返回值
**Meta Description:**
学习如何优化Java中的switch语句，以提高代码的可读性、性能和可维护性。本全面指南涵盖了消除冗余案例、移除不必要的空格、将字符转换为小写以及利用增强的switch语句，并配有实际示例和对比。
**Focus Keyphrase:**
Optimizing Switch Cases in Java