switch 是如何支持 String 的？为什么不支持 long？

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Java技术栈
    阅读 6 分钟
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    作者: Jitwxs\
    链接: https://jitwxs.cn/6f3eddff.html

    我们知道 Java Switch 支持byte、short、int 类型，在 JDK 1.5 时，支持了枚举类型，在 JDK 1.7 时，又支持了 String类型。

    那么它为什么就不能支持 long 类型呢，明明它跟 byte、short、int 一样都是数值型，它又是咋支持 String 类型的呢？

    一、结论

    不卖关子，先说结论：

    switch 底层是使用 int 型 来进行判断的，即使是枚举、String类型，最终也是转变成 int 型。由于 long 型表示范围大于 int 型，因此不支持 long 类型。

    下面详细介绍下各个类型是如何被转变成 int 类型的，使用的编译命令为 javac。

    二、枚举类型是咋变成 int 类型的？

    在没有实验之前，我想当然的认为它是不是根据枚举的 int 型字段来计算的（因为一般枚举都是一个int型，一个string型），但是转念一想，万一枚举没有 int 型字段呢，万一有多个 int 型字段呢，所以肯定不是这样的，下面看实验吧。

    定义两个枚举类，一个枚举类有一个int型属性，一个string型属性，另外一个枚举类只有一个string属性：

    public enum SexEnum {  
    MALE(1, "男"),  
    FEMALE(0, "女");  
  
    private int type;  
  
    private String name;  
  
    SexEnum(int type, String name) {  
        this.type = type;  
        this.name = name;  
    }  
}  
public enum Sex1Enum {  
    MALE("男"),  
    FEMALE("女");  
    private String name;  
  
    Sex1Enum(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
}

    然后编写一个测试类，并且让两个枚举 switch 的 FEMALE 和 MALE 对应的返回值不同：

    public class SwitchTest {  
    public int enumSwitch(SexEnum sex) {  
        switch (sex) {  
            case MALE:  
                return 1;  
            case FEMALE:  
                return 2;  
            default:  
                return 3;  
        }  
    }  
  
    public int enum1Switch(Sex1Enum sex) {  
        switch (sex) {  
            case FEMALE:  
                return 1;  
            case MALE:  
                return 2;  
            default:  
                return 3;  
        }  
    }  
}

    将这几个类反编译下：

    // SexEnum.class  
public enum SexEnum {  
  
   MALE(1, "鐢�"),  
   FEMALE(0, "濂�");  
   private int type;  
   private String name;  
   // $FF: synthetic field  
   private static final SexEnum[] $VALUES = new SexEnum[]{MALE, FEMALE};  
  
  
   private SexEnum(int var3, String var4) {  
      this.type = var3;  
      this.name = var4;  
   }  
  
}  
  
// Sex1Enum.class  
public enum Sex1Enum {  
  
   MALE("鐢�"),  
   FEMALE("濂�");  
   private String name;  
   // $FF: synthetic field  
   private static final Sex1Enum[] $VALUES = new Sex1Enum[]{MALE, FEMALE};  
  
  
   private Sex1Enum(String var3) {  
      this.name = var3;  
   }  
  
}

    反编译这两个枚举类，发现其中多了一个 $VALUES 数组，内部包含了所有的枚举值。继续反编译测试类：

    // SwitchTest$1.class  
import com.example.express.test.Sex1Enum;  
import com.example.express.test.SexEnum;  
  
// $FF: synthetic class  
class SwitchTest$1 {  
  
   // $FF: synthetic field  
   static final int[] $SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum;  
   // $FF: synthetic field  
   static final int[] $SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum = new int[Sex1Enum.values().length];  
  
  
   static {  
      try {  
         $SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[Sex1Enum.FEMALE.ordinal()] = 1;  
      } catch (NoSuchFieldError var4) {  
         ;  
      }  
  
      try {  
         $SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[Sex1Enum.MALE.ordinal()] = 2;  
      } catch (NoSuchFieldError var3) {  
         ;  
      }  
  
      $SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum = new int[SexEnum.values().length];  
  
      try {  
         $SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[SexEnum.MALE.ordinal()] = 1;  
      } catch (NoSuchFieldError var2) {  
         ;  
      }  
  
      try {  
         $SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[SexEnum.FEMALE.ordinal()] = 2;  
      } catch (NoSuchFieldError var1) {  
         ;  
      }  
  
   }  
}

    首先生成了一个名为 SwitchTest$1.java 的链接类，里面定义了两个枚举数组，这两个数组元素添加的顺序完全和测试类中 switch 类调用的顺序一致。

    枚举元素在数组中的下标由 ordinal() 函数决定，该方法就是返回枚举元素在枚举类中的序号。

    这里我们其实就已经知道了，在 switch 语句中，是根据枚举元素在枚举中的序号来转变成 int 型的。最后再看下测试类的反编译结果验证下：

    // SwitchTest.class  
import com.example.express.test.Sex1Enum;  
import com.example.express.test.SexEnum;  
import com.example.express.test.SwitchTest.1;  
  
public class SwitchTest {  
   public int enumSwitch(SexEnum var1) {  
      switch(1.$SwitchMap$com$example$express$test$SexEnum[var1.ordinal()]) {  
      case 1:  
         return 1;  
      case 2:  
         return 2;  
      default:  
         return 3;  
      }  
   }  
  
   public int enum1Switch(Sex1Enum var1) {  
      switch(1.$SwitchMap$com$example$express$test$Sex1Enum[var1.ordinal()]) {  
      case 1:  
         return 1;  
      case 2:  
         return 2;  
      default:  
         return 3;  
      }  
   }  
}

    三、String 类型是咋变成 int 类型的？

    首先我们先知道 char 类型是如何变成 int 类型的，很简单，是 ASCII 码，例如存在 switch 语句：

    public int charSwitch(char c) {  
    switch (c) {  
        case 'a':  
            return 1;  
        case 'b':  
            return 2;  
        default:  
            return Integer.MAX_VALUE;  
    }  
}

    反编译结果：

    public int charSwitch(char var1) {  
    switch(var1) {  
        case 97:  
            return 1;  
        case 98:  
            return 2;  
        default:  
            return Integer.MAX_VALUE;  
    }  
}

    那么对于 String 来说，利用的就是 hashCode() 函数了，但是 两个不同的字符串 hashCode() 是有可能相等的，这时候就得靠 equals() 函数了，例如存在 switch 语句：

    public int stringSwitch(String ss) {  
    switch (ss) {  
        case "ABCDEa123abc":  
            return 1;  
        case "ABCDFB123abc":  
            return 2;  
        case "helloWorld":  
            return 3;  
        default:  
            return Integer.MAX_VALUE;  
    }  
}

    其中字符串 ABCDEa123abc 和 ABCDFB123abc 的 hashCode 是相等的，反编译结果为：

    public int stringSwitch(String var1) {  
   byte var3 = -1;  
   switch(var1.hashCode()) {  
       case -1554135584:  
          if(var1.equals("helloWorld")) {  
             var3 = 2;  
          }  
          break;  
       case 165374702:  
          if(var1.equals("ABCDFB123abc")) {  
             var3 = 1;  
          } else if(var1.equals("ABCDEa123abc")) {  
             var3 = 0;  
          }  
   }  
  
   switch(var3) {  
       case 0:  
          return 1;  
       case 1:  
          return 2;  
       case 2:  
          return 3;  
       default:  
          return Integer.MAX_VALUE;  
   }  
}

    可以看到它引入了局部变量 var3，对于 hashCode 相等情况通过 equals() 方法判断，最后再判断 var3 的值。

    四、它们的包装类型支持吗？

    这里以 Integer 类型为例，Character 和 Byte 同理，例如存在 switch 语句：

    public int integerSwitch(Integer c) {  
    switch (c) {  
        case 1:  
            return 1;  
        case 2:  
            return 2;  
    }  
    return -1;  
}

    反编译结果为：

    public int integerSwitch(Integer var1) {  
    switch(var1.intValue()) {  
        case 1:  
            return 1;  
        case 2:  
            return 2;  
        default:  
            return -1;  
    }  
}

    可以看到，是支持包装类型的，通过自动拆箱解决。

    那万一包装类型是 NULL 咋办，首先我们知道 swtich 的 case 是不给加 null 的，编译都通不过，那如果传 null 呢？

    答案是 NPE，毕竟实际还是包装类型的拆箱，自然就报空指针了。

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