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Java 21 中 Switch 的模式匹配

王林

发布： 2024-07-19 00:46:41

原创

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Pattern Matching for Switch in Java 21

模式匹配一直是 Java 中备受期待的功能，它为该语言带来了更多的功能和灵活性。 Java 21 引入了 switch 语句的模式匹配，这简化了代码并减少了样板文件。让我们来探讨一下这个新功能的工作原理以及它的好处。

什么是 Switch 的模式匹配？

switch 的模式匹配允许您将值与模式进行匹配，使代码更具表现力和可读性。您现在可以编写更简洁且可维护的代码，而不是使用多个 if-else 语句或复杂的 switch case。

交换机模式匹配的好处

可读性：使代码更易于阅读和理解。
简洁：减少样板代码量。
类型安全：在编译时提供更好的类型检查。

如何使用 Switch 的模式匹配

这是一个简单的示例来说明 switch 的模式匹配如何工作：

static String formatterPatternSwitch(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> String.format("int %d", i);
        case Long l    -> String.format("long %d", l);
        case Double d  -> String.format("double %f", d);
        case String s  -> String.format("String %s", s);
        default        -> obj.toString();
    };
}

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在此示例中，formatterPatternSwitch 接受一个对象并根据其类型返回一个格式化字符串。以下是所发生事件的详细说明：

开关表达式：开关表达式采用 obj 并将其与不同的模式进行匹配。
案例模式：每种案例指定一个要匹配的模式：
- Integer i：如果 obj 是 Integer 的实例，则匹配并将值绑定到 i。
- Long l：如果 obj 是 Long 的实例，则匹配并将值绑定到 l。
- Double d：如果 obj 是 Double 的实例，则匹配并将该值绑定到 d。
- String s：如果 obj 是 String 的实例则匹配并将值绑定到 s。
默认情况：默认情况处理任何与指定模式不匹配的值，并使用 obj.toString() 将它们转换为字符串。

让我给出详细的示例案例：处理不同的形状

考虑一个场景，您需要处理不同的形状并计算它们的面积。以下是 switch 的模式匹配如何简化代码：

abstract sealed class Shape permits Circle, Square, Rectangle {}

final class Circle extends Shape {
    double radius;
    Circle(double radius) { this.radius = radius; }
}

final class Square extends Shape {
    double side;
    Square(double side) { this.side = side; }
}

final class Rectangle extends Shape {
    double length, width;
    Rectangle(double length, double width) { this.length = length; this.width = width; }
}

static double calculateArea(Shape shape) {
    return switch (shape) {
        case Circle c -> Math.PI * c.radius * c.radius;
        case Square s -> s.side * s.side;
        case Rectangle r -> r.length * r.width;
    };
}

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在此示例中：

密封类：Shape是一个密封类，只有Circle、Square和Rectangle可以扩展它。
开关表达式：calculateArea 方法使用开关表达式来确定 shape 的类型并计算其面积。
案例模式：每种案例都匹配特定的形状类型并执行相应的面积计算：
- Circle c：如果 shape 是 Circle 则匹配并将其绑定到 c，使用 c.radius 计算面积
- Square s：如果 shape 是 Square 则匹配并将其绑定到 s，使用 s.side 计算面积
- 矩形 r：如果 shape 是矩形则匹配并将其绑定到 r，使用 r.length 计算面积 和 r.width.