switch 是如何支持 String 的？為什么不支持 long？

作者: Jitwxs
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我們知道 Java Switch 支持byte、short、int 類型，在 JDK 1.5 時(shí)，支持了枚舉類型，在 JDK 1.7 時(shí)，又支持了 String類型。

那么它為什么就不能支持 long 類型呢，明明它跟 byte、short、int 一樣都是數(shù)值型，它又是咋支持 String 類型的呢？

一、結(jié)論

不賣關(guān)子，先說結(jié)論：

switch 底層是使用 int 型 來進(jìn)行判斷的，即使是枚舉、String類型，最終也是轉(zhuǎn)變成 int 型。由于 long 型表示范圍大于 int 型，因此不支持 long 類型。

下面詳細(xì)介紹下各個(gè)類型是如何被轉(zhuǎn)變成 int 類型的，使用的編譯命令為 javac。

二、枚舉類型是咋變成 int 類型的？

在沒有實(shí)驗(yàn)之前，我想當(dāng)然的認(rèn)為它是不是根據(jù)枚舉的 int 型字段來計(jì)算的（因?yàn)橐话忝杜e都是一個(gè)int型，一個(gè)string型），但是轉(zhuǎn)念一想，萬一枚舉沒有 int 型字段呢，萬一有多個(gè) int 型字段呢，所以肯定不是這樣的，下面看實(shí)驗(yàn)吧。

定義兩個(gè)枚舉類，一個(gè)枚舉類有一個(gè)int型屬性，一個(gè)string型屬性，另外一個(gè)枚舉類只有一個(gè)string屬性：

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;??
????}??
}??

然后編寫一個(gè)測(cè)試類，并且讓兩個(gè)枚舉 switch 的 FEMALE 和 MALE 對(duì)應(yīng)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;??
????????}??
????}??
}??

將這幾個(gè)類反編譯下：

//?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;??
???}??
??
}??

反編譯這兩個(gè)枚舉類，發(fā)現(xiàn)其中多了一個(gè) $VALUES 數(shù)組，內(nèi)部包含了所有的枚舉值。

繼續(xù)反編譯測(cè)試類：

//?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)?{??
?????????;??
??????}??
??
???}??
}??

首先生成了一個(gè)名為 SwitchTest$1.java 的鏈接類，里面定義了兩個(gè)枚舉數(shù)組，這兩個(gè)數(shù)組元素添加的順序完全和測(cè)試類中 switch 類調(diào)用的順序一致。

枚舉元素在數(shù)組中的下標(biāo)由 ordinal() 函數(shù)決定，該方法就是返回枚舉元素在枚舉類中的序號(hào)。

這里我們其實(shí)就已經(jīng)知道了，在 switch 語句中，是根據(jù)枚舉元素在枚舉中的序號(hào)來轉(zhuǎn)變成 int 型的。最后再看下測(cè)試類的反編譯結(jié)果驗(yàn)證下：

//?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 類型是咋變成 int 類型的？

首先我們先知道 char 類型是如何變成 int 類型的，很簡(jiǎn)單，是 ASCII 碼，例如存在 switch 語句：

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

反編譯結(jié)果：

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

那么對(duì)于 String 來說，利用的就是 hashCode() 函數(shù)了，但是 兩個(gè)不同的字符串 hashCode() 是有可能相等的，這時(shí)候就得靠 equals() 函數(shù)了，例如存在 switch 語句：

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，反編譯結(jié)果為：

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變量 var3，對(duì)于 hashCode 相等情況通過 equals() 方法判斷，最后再判斷 var3 的值。另外，關(guān)注公眾號(hào)Java技術(shù)棧，在后臺(tái)回復(fù)：面試，可以獲取我整理的 Java 系列面試題和答案，非常齊全。

四、它們的包裝類型支持嗎？

這里以 Integer 類型為例，Character 和 Byte 同理，例如存在 switch 語句：

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

反編譯結(jié)果為：

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

可以看到，是支持包裝類型的，通過自動(dòng)拆箱解決。

那萬一包裝類型是 NULL 咋辦，首先我們知道 swtich 的 case 是不給加 null 的，編譯都通不過，那如果傳 null 呢？

答案是 NPE，畢竟實(shí)際還是包裝類型的拆箱，自然就報(bào)空指針了。