Java-01-02-03-switch多重选择

何若

Java01-Java快速入门--02-流程控制

发布于：2020年8月2日

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除了if语句外，还有一种条件判断，是根据某个表达式的结果，分别去执行不同的分支。

例如，在游戏中，让用户选择选项：

单人模式
多人模式
退出游戏

这时，switch语句就派上用场了。

switch语句根据switch (表达式)计算的结果，跳转到匹配的case结果，然后继续执行后续语句，直到遇到break结束执行。

我们看一个例子：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int option = 1;
        switch (option) {
        case 1:
            System.out.println("Selected 1");
            break;
        case 2:
            System.out.println("Selected 2");
            break;
        case 3:
            System.out.println("Selected 3");
            break;
        }
    }
}

修改option的值分别为1、2、3，观察执行结果。

如果option的值没有匹配到任何case，例如option = 99，那么，switch语句不会执行任何语句。这时，可以给switch语句加一个default，当没有匹配到任何case时，执行default：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int option = 99;
        switch (option) {
        case 1:
            System.out.println("Selected 1");
            break;
        case 2:
            System.out.println("Selected 2");
            break;
        case 3:
            System.out.println("Selected 3");
            break;
        default:
            System.out.println("Not selected");
            break;
        }
    }
}

如果把switch语句翻译成if语句，那么上述的代码相当于：

if (option == 1) {
    System.out.println("Selected 1");
} else if (option == 2) {
    System.out.println("Selected 2");
} else if (option == 3) {
    System.out.println("Selected 3");
} else {
    System.out.println("Not selected");
}

对于多个==判断的情况，使用switch结构更加清晰。

同时注意，上述“翻译”只有在switch语句中对每个case正确编写了break语句才能对应得上。

使用switch时，注意case语句并没有花括号{}，而且，case语句具有“穿透性”，漏写break将导致意想不到的结果：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int option = 2;
        switch (option) {
        case 1:
            System.out.println("Selected 1");
        case 2:
            System.out.println("Selected 2");
        case 3:
            System.out.println("Selected 3");
        default:
            System.out.println("Not selected");
        }
    }
}

当option = 2时，将依次输出"Selected 2"、"Selected 3"、"Not selected"，原因是从匹配到case 2开始，后续语句将全部执行，直到遇到break语句。因此，任何时候都不要忘记写break。

如果有几个case语句执行的是同一组语句块，可以这么写：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int option = 2;
        switch (option) {
        case 1:
            System.out.println("Selected 1");
            break;
        case 2:
        case 3:
            System.out.println("Selected 2, 3");
            break;
        default:
            System.out.println("Not selected");
            break;
        }
    }
}

使用switch语句时，只要保证有break，case的顺序不影响程序逻辑：

switch (option) {
case 3:
    ...
    break;
case 2:
    ...
    break;
case 1:
    ...
    break;
}

但是仍然建议按照自然顺序排列，便于阅读。

switch语句还可以匹配字符串。字符串匹配时，是比较“内容相等”。例如：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
        case "apple":
            System.out.println("Selected apple");
            break;
        case "pear":
            System.out.println("Selected pear");
            break;
        case "mango":
            System.out.println("Selected mango");
            break;
        default:
            System.out.println("No fruit selected");
            break;
        }
    }
}

switch语句还可以使用枚举类型，枚举类型我们在后面讲解。

编译检查

使用IDE时，可以自动检查是否漏写了break语句和default语句，方法是打开IDE的编译检查。

在Eclipse中，选择Preferences - Java - Compiler - Errors/Warnings - Potential programming problems，将以下检查标记为Warning：

‘switch’ is missing ‘default’ case
‘switch’ case fall-through

在Idea中，选择Preferences - Editor - Inspections - Java - Control flow issues，将以下检查标记为Warning：

Fallthrough in ‘switch’ statement
‘switch’ statement without ‘default’ branch

当switch语句存在问题时，即可在IDE中获得警告提示。

switch表达式

使用switch时，如果遗漏了break，就会造成严重的逻辑错误，而且不易在源代码中发现错误。从Java 12开始，switch语句升级为更简洁的表达式语法，使用类似模式匹配（Pattern Matching）的方法，保证只有一种路径会被执行，并且不需要break语句：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
        case "apple" -> System.out.println("Selected apple");
        case "pear" -> System.out.println("Selected pear");
        case "mango" -> {
            System.out.println("Selected mango");
            System.out.println("Good choice!");
        }
        default -> System.out.println("No fruit selected");
        }
    }
}

注意新语法使用->，如果有多条语句，需要用{}括起来。不要写break语句，因为新语法只会执行匹配的语句，没有穿透效应。

很多时候，我们还可能用switch语句给某个变量赋值。例如：

int opt;
switch (fruit) {
case "apple":
    opt = 1;
    break;
case "pear":
case "mango":
    opt = 2;
    break;
default:
    opt = 0;
    break;
}

使用新的switch语法，不但不需要break，还可以直接返回值。把上面的代码改写如下：

// switch

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        int opt = switch (fruit) {
            case "apple" -> 1;
            case "pear", "mango" -> 2;
            default -> 0;
        }; // 注意赋值语句要以;结束
        System.out.println("opt = " + opt);
    }
}

这样可以获得更简洁的代码。

yield

大多数时候，在switch表达式内部，我们会返回简单的值。

但是，如果需要复杂的语句，我们也可以写很多语句，放到{...}里，然后，用yield返回一个值作为switch语句的返回值：

// yield

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "orange";
        int opt = switch (fruit) {
            case "apple" -> 1;
            case "pear", "mango" -> 2;
            default -> {
                int code = fruit.hashCode();
                yield code; // switch语句返回值
            }
        };
        System.out.println("opt = " + opt);
    }
}

练习

使用switch实现一个简单的石头、剪子、布游戏。

import java.util.Scanner;

/**
 * switch实现石头/剪子/布并判断胜负
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        // 系统提示
        System.out.println("please choice:");
        System.out.println(" 1: Rock");
        System.out.println(" 2: Scissors");
        System.out.println(" 3: Paper");

        // 用户输入:
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int choice = scanner.nextInt();

        // 计算机随机数 1, 2, 3:
        int random = 1 + (int) Math.random() * 3;

        // 输出系统选择
        System.out.println("System choose " + switch (random) {
            case 1 -> "rock";
            case 2 -> "scissors";
            case 3 -> "paper";
            default -> "系统出现错误";
        });

        // 输出结果
        String result = switch (choice) {
            case 1 -> random == choice ? "平局" : (random == 2 ? "你赢了" : "你输了");
            case 2 -> random == choice ? "平局" : (random == 1 ? "你输了" : "你赢了");
            case 3 -> random == choice ? "平局" : (random == 1 ? "你赢了" : "你输了");
            default -> "你的输入有误";
        };

        System.out.println(result);
    }

}