Marat Sadykov
41 уровень

Оператор switch в Java

Пост из группы Java Developer
1937 участников

Немного теории

Представьте, что вы стоите на развилке, как тот богатырь с известной картины. Налево пойдёшь — коня потеряешь, направо пойдешь — знания обретёшь. Как запрограммировать такую ситуацию? Вы уже, скорее всего, знаете, что подобный выбор мы совершаем с помощью конструкций if-then и if-then-else.
if (turn_left) {
    System.out.println(«Коня потеряешь»);
}
if (turn_right) {
    System.out.println(“Знания обретёшь”);
}
else
    System.out.println(“Так и будешь стоять?);
А что, если таких дорожек не две, а 10? Есть дорожка «совсем направо», «чуть левее», «ещё чуть-чуть левее» и так далее, в количестве 10 штук? Представьте, как разрастётся ваш if-then-else код в таком варианте!
if (вариант1)
{}
else if (вариант2)
{}else if (вариантN).
Итак, у вас не одна развилка условий, а несколько, скажем, 10 (тут важно, что число развилок ограничено). Для таких ситуаций есть специальный оператор выбора — switch case java.
switch (ВыражениеДляВыбора) {
           case  (Значение1):
               Код1;
               break;
           case (Значение2):
               Код2;
               break;
...
           case (ЗначениеN):
               КодN;
               break;
           default:
               КодВыбораПоУмолчанию;
               break;
       }
Порядок выполнения в операторе следующий:
  • Вычисляется ВыражениеДляВыбора. Далее оператор switch сравнивает полученное выражение с очередным Значением (в порядке перечисления).
  • Если ВыражениеДляВыбора совпало со Значением, то выполняется код, идущий после двоеточия.
  • Если встречается конструкция break - то управление передается за пределы команды switch.
  • Если совпадений ВыражениеДляВыбора и Значений не выявлено, то управление передаётся КодуВыбораПоУмолчанию.
Важные моменты.
  • Тип ВыражениеДляВыбора для оператора выбора switch должен быть одним из следующих:

    • byte, short, char, int.
    • Их обёртки Byte, Short, Character, Integer.
    • String.
    • Перечисление (Enum).

  • блок default - необязательный, тогда в случае отсутствия совпадений ВыраженияДляВыбора и Значений не будет выполнено никаких действий.
  • break не является обязательным, если его нет – код продолжит выполнение (игнорируя дальнейшие сравнения значений в блоках case) до первого встреченного break или до конца оператора switch.
  • если необходимо выполнять один и тот же код для нескольких вариантов выбора, для исключения дублирования перед ним указываем несколько соответствующих значений в подряд идущих блоках case.

Перейдем к практике

Не волнуйтесь, с теорией покончили, и, после дальнейших примеров станет всё гораздо понятнее. Итак, приступим. Давайте рассмотрим пример из астрономии о планетах Солнечной системы. В соответствии с последними международными положениями исключим Плутон (за свойства ее орбиты). Вспомним, что планеты у нас расположены от Солнца в следующей последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Создадим метод, который получает на вход порядковый номер планеты (относительно удалённости от Солнца), а на выходе выдает основной состав атмосферы этой планеты в виде списка List<String>. Напомню, у некоторых планет – схожий состав атмосферы. Так, Венера и Марс содержат в основном углекислый газ, у Юпитера и Сатурна она состоят из водорода и гелия, а Уран и Нептун вдобавок к последней паре газов также имеет метан. Наша функция:
public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    switch (seqNumberFromSun) {
        case 1: result.add("Нет атмосферы");
            break;
        case 2:
        case 4: result.add("Углекислый газ");
            break;
        case 3: result.add("Углекислый газ");
            result.add("Азот");
            result.add("Кислород");
            break;
        case 5:
        case 6: result.add("Водород");
            result.add("Гелий");
            break;
        case 7:
        case 8: result.add("Метан");
            result.add("Водород");
            result.add("Гелий");
            break;
        default:
            break;
    }
    return result;
}
Обратите внимание: идентичным по составу атмосфер планетам мы сопоставили один и тот же код. А сделали мы это за счёт подряд идущих конструкций case. Итого, если мы хотим получить состав атмосферы нашей с вами родной планеты, вызываем наш метод с параметром 3:
getPlanetAtmosphere(3).
System.out.println(getPlanetAtmosphere(3)) вернет нам [Углекислый газ, Азот, Кислород].
Эксперимент с break. Что получится, если мы уберем все операторы break? Попробуем на практике:
public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    switch (seqNumberFromSun) {
        case 1: result.add("Нет атмосферы");
        case 2:
        case 4: result.add("Углекислый газ");
        case 3: result.add("Углекислый газ");
            result.add("Азот");
            result.add("Кислород");
        case 5:
        case 6: result.add("Водород");
            result.add("Гелий");
        case 7:
        case 8: result.add("Метан");
            result.add("Водород");
            result.add("Гелий");
        default:
    }
    return result;
}
Если мы распечатаем результат работы метода System.out.println(getPlanetAtmosphere(3)), то наша родная планета окажется не такой уж пригодной для жизни. Или пригодной? Судите сами: [Углекислый газ, Азот, Кислород, Водород, Гелий, Метан, Водород, Гелий], Почему так получилось? Программа выполнила все case после первого совпадения и до конца блока switch.

Излишняя оптимизация break

Заметим, что мы можем усовершенствовать метод иным расположением директив break и вариантов выбора
public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    switch (seqNumberFromSun) {
        case 1: result.add("Нет атмосферы");
                break;
        case 3: result.add("Азот");
                result.add("Кислород");
        case 2:
        case 4: result.add("Углекислый газ");
                break;
        case 7:
        case 8: result.add("Метан");
        case 5:
        case 6: result.add("Водород");
                result.add("Гелий");
    }
     return result;
}
Выглядит короче, не так ли? Мы сократили общее число операторов, поигравшись с порядком следования case и перегруппировкой. Теперь каждый вид газа добавляется в список только в одной строчке кода. Листинг последнего примера метода показан только для демонстрации работы, крайне не рекомендуется писать в подобном стиле. Если автору (а тем более сторонним программистам) схожего кода предстоит его сопровождать, то будет весьма тяжело восстановить логику формирования блоков выбора и выполняемого кода для оператора switch java.

Отличия от if

При внешней схожести операторов if и switch не забывайте, что выбор вариантов выполнения оператор множественного выбора switch основывает на КОНКРЕТНОМ ЗНАЧЕНИИ, тогда как в if. может быть любое логическое выражение. Учитывайте данный факт, проектируя ваш код.

Итого

  • Используйте оператор case при числе ветвлений более двух, чтобы не загромождать if-структурами код.
  • Не забывайте завершать логический блок каждой ветки соответствующего конкретному значению (блок case) вызовом break.
  • Оператор switch помимо некоторых примитивных типов, в качестве выражения может использовать также типы Enum и String.
  • Помните про блок default – употребляйте его для обработки незапланированных значений выбора.
  • Для оптимизации производительности переместите ветки кода с наиболее часто встречающимися вариантами выбора к началу блока switch.
  • Не увлекайтесь «оптимизацией» за счёт удаления break в конце блока выбора case – такой код сложен для понимания, и, как следствие, тяжело сопровождать при его развитии.
Комментарии (4)
  • популярные
  • новые
  • старые
Для того, что бы оставить комментарий вы должны авторизоваться
Ильяс23 уровень, Москва
29 мая, 21:03
Могу так же заметить что в 11 Java будет небольшое новшество. С Хабра: сейчас оформление switch выполняется следующим образом:
int val;
switch (str) {
  case "foo": val = 1; break;
  case "bar": val = 2; break;
  case "baz": val = 3; break;
  default: val = -1;
}
С появлением switch-выражений, конструкция сократится:
int val = switch (str) {
  case "foo": break 1;
  case "bar": break 2;
  case "baz": break 3;
  default: break -1;
}
При этом если в case встречается только break, возможно использовать упрощенную нотацию:
int val = switch (str) {
  case "foo" -> 1;
  case "bar" -> 2;
  case "baz" -> 3;
  default -> -1;
}
Nikita Koliadin40 уровень, Днепр
30 мая, 15:27
Nikita Koliadin40 уровень, Днепр
29 мая, 15:13
Исходя из "Чистого кода" лучше отдавать предпочтение if везде где только можно. Кол-во строк больше не станет, а поганое свойство break мы избежим.
Nikita Koliadin40 уровень, Днепр
29 мая, 16:44
Но статья полезная!