java为什么不能用string类型进行switch判断

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问题描述

为什么不能用string类型进行switch判断? 在java的后续版本中,是否会增加这个新特性? 有人能给我一篇文章,解释一下为什么不能这样做,或者进一步说明java中switch语句的运行方式?

回答

在switch语句中用string作为case,这个特性已经在java SE7 中被实现了,距离 这个’bug’ 被提出至少也有16年了。为何迟迟不提供这个特性,原因不明。但可以推测,可能跟性能有关。

Implementtation in JDK 7

在JDK7中,这个特性已经实现了。在编译阶段,以string作为case值的代码,会按照特定的模式,被转换为更加复杂的代码。最终的执行代码将是一些使用了JVM指令的代码。

究竟是如何转换的呢?我们直接看看源码及编译后的代码。源代码:

public class StringInSwitchCase { 
      public static void main(String[] args) { 
            String mode = args[0]; 
            switch (mode) { 
                  case "ACTIVE": 
                        System.out.println("Application is running on Active mode"); 
                        break; 
                  case "PASSIVE":
                        System.out.println("Application is running on Passive mode"); 
                         break; 
                  case "SAFE": 
                          System.out.println("Application is running on Safe mode"); 
          } 
      } 
}

编译后再反编译的代码:

import java.io.PrintStream; 

public class StringInSwitchCase{ 
      public StringInSwitchCase() { } 

      public static void main(string args[]) { 
             String mode = args[0]; 
            String s; switch ((s = mode).hashCode()) { 
                  default: break; 
                  case -74056953: 
                        if (s.equals("PASSIVE")) { 
                                    System.out.println("Application is running on Passive mode"); 
                         } 
                        break; 
                  case 2537357: 
                        if (s.equals("SAFE")) { 
                              System.out.println("Application is running on Safe mode"); 
                         } 
                        break; 
                  case 1925346054: 
                        if (s.equals("ACTIVE")) { 
                              System.out.println("Application is running on Active mode"); 
                         } 
                        break; 
               } 
          } 
}

包含case string的 switch 语句,在编译时会转为为嵌套代码(switch+if)。第一个switch将 case 中的string转为唯一的integer值。这个integer值就是原先string的hashcode值。在case的逻辑中,会加入if语句,这个if语句用于进一步检查string值是否跟原先的case string匹配。这样可以防止hash碰撞,确保代码的健壮。这本质上是一种语法糖,既支持了string作为case值这一特性,又能确保逻辑正确性。

Switchs in the JVM

switch的更多深层技术实现,可以参考JVM规范,compliation of switch statements。简单概括说,根据使用的常量的多寡,switch会对应到两种不同的JVM指令。JVM指令有所不同,归根结底都是为了代码的效率。

如果常量很多,会将case的int值去掉最低位后作为索引,放到一个指针表中——也就是所谓的tablewitch指令

如果常量相对较少,那么可用二分查找来找到正确的case–也就是所谓的lookupswitch指令

这两种指令,都要求在编译时确保case的对应值是integer常量。在运行时,虽然tableswitchO(1)的性能通常要好于lookupswitchO(log(n))的性能。但是前者需要更多的空间开销,因此需要兼顾空间及时间综合考虑性价比。Bill Venners的文章a great article有更多深入的分析。

Before JDK 7

在JDK之前,可以用枚举来实现类似的需求。它和在case中使用string有异曲同工之妙。例如如下:

Pill p = Pill.valueOf(str);
switch(p) {
    case RED:pop();break;
    case BLUE:push();break;
}

stackoverflow原链接:Why can`t I switch on a String

可参考中文文章《Java中字符串switch的实现细节》

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