详解 Java 19 中 switch 的模式匹配

#头条创作挑战赛#

关于 Java 的模式匹配，我在之前的几篇文章中做了一些介绍， 包括 详解 Java 17 中的模式匹配（Pattern Matching）和 详解 Java 19 中的记录类型的模式匹配。模式匹配是一个很大的话题，基本上每个 Java 版本都会有一些与模式匹配相关的改动。Java 19 中除了新的记录类型模式之外，对 switch 的模式匹配也进行了一些修改。

switch 模式匹配最早在 Java 17 中以预览功能的形式引入，在 Java 18中进行了二次预览，在 Java 19 中仍然还是预览的。与其他的功能相比，switch 模式匹配的预览时间较长。不过对 switch 模式匹配的使用，本来就需要等到下一个 LTS Java 21，因此拖延一个版本也没什么问题。

switch 模式匹配所要实现的功能很好理解，就是允许在 switch 的 case 标签中使用模式来表示匹配的条件。如果匹配成功，就运行 case 标签之后的代码。我们要做的就是正确地描述模式即可。

在 Java 19 中，switch 的模式匹配中有如下改动。

首先在 case 中可以使用 null，可以显式地对 null 进行判断，不再需要添加额外的 null 检查。

目前在 switch 中仅能使用类型模式，也就是判断参数的类型，再执行对应的操作。下面的代码给出了 switch 中使用类型模式的基本用法。

public void test(Object input) {
    switch (input) {
        case null -> System.out.println("null");
        case String s -> System.out.println(s.toLowerCase());
        case Integer i -> System.out.println(i.intValue());
        default -> System.out.println("default");
    }
}

在进行类型匹配时，一个常见的需求是对类型匹配成功的对象，再执行进一步的检查，来确定需要执行的动作。这种额外的检查条件，称为模式匹配时的守卫条件（guard）。在 Java 19 之前，守卫条件使用的是 && 来表示。在 Java 19 中，改成了使用 when 来表示。when 后面紧接着的是 boolean 类型的表达式。

在下面的代码中，对于 String 类型的判断有3个 case 标签，前面两个使用了 when 来匹配不同类型的 String 对象，最后一个没有使用 when，用来匹配遗漏的 String 对象。

public void test(Object input) {
    switch (input) {
        case null -> System.out.println("null");
        case String s when s.length() > 100 || s.length() < 10 -> System.out.println(s.toLowerCase());
        case String s when s.length() < 50 -> System.out.println(s.toUpperCase());
        case String s -> System.out.println(s);
        case Integer i -> System.out.println(i.intValue());
        default -> System.out.println("default");
    }
}

switch 中的 case 标签必须是完备，也就是说涵盖所有的情况。在引入了模式匹配之后，对 case 标签完备性的检查变得更复杂了。当标签不完备时，编译器会给出错误。当然了，我们总是可以添加一个 default 标签来确保处理了全部可能的情况。

在引入了模式匹配之后，不同 case 标签所匹配的对象范围可能产生重叠。比如 case String s when s.length() < 50 和 case String s 这两个标签，很明显可以看出来，满足后一个标签的对象，必然满足前一个标签。这个时候，我们称之为 case String s 支配了 case String s when s.length() < 50。对于这种情况，编译器要求被支配的 case 标签必须出现在支配它的 case 标签之前。也就是说，case String s when s.length() < 50 必须出现在 case String s 之前，否则会产生编译错误。

Java 19 新增的记录类型的模式匹配（详解 Java 19 中的记录类型的模式匹配），也可以用在 switch 中。在下面的代码中，GeoLocation 是记录类型，可以用在 case 标签中，并直接提取其中的 lng 和 lat 组件的值。

public void test(Object input) {
    switch (input) {
        case null -> System.out.println("null");
        case String s -> System.out.println(s);
        case GeoLocation(var lng,var lat) -> System.out.println(lng + ", " + lat);
        default -> System.out.println("default");
    }
}

Java 19 中可以使用的 switch 模式匹配就介绍到这里了。在以后的版本中，可能会有更多的模式被添加进来。