Java Academy · 课时

switch 中的模式

Q: 「switch 中的模式」这节课中我会学到什么？

结合密封类型与模式 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

结合密封类型与模式

switch 中的模式 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 4 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

分支选择中的模式

分支选择已从匹配常量发展为匹配模式。结合密封类型和记录，分支选择可以根据类型进行分派、解构数据，并保证覆盖所有情况。

分支选择中的类型模式

每个分支都可以是类型模式，为该分支绑定一个具有明确类型的变量。

public class Main {
    static String kind(Object o) {
        return switch (o) {
            case Integer i -> "int " + i;
            case String s -> "string " + s;
            default -> "other";
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(kind(42));
        System.out.println(kind("hi"));
        System.out.println(kind(3.14));
    }
}

密封类型无需 default

当选择值是密封类型，并且覆盖了所有允许的子类型时，分支选择无需使用 default 也能覆盖所有情况。

public class Main {
    sealed interface Shape permits Circle, Square {}
    record Circle(double r) implements Shape {}
    record Square(double s) implements Shape {}

    static double area(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case Circle c -> Math.PI * c.r() * c.r();
            case Square sq -> sq.s() * sq.s();
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("%.2f%n", area(new Square(3)));
    }
}

分支中的记录模式

分支可以解构记录，让组件直接在分支主体中可用。

public class Main {
    sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {}
    record Circle(double r) implements Shape {}
    record Rectangle(double w, double h) implements Shape {}

    static double area(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case Circle(double r) -> Math.PI * r * r;
            case Rectangle(double w, double h) -> w * h;
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("%.2f%n", area(new Rectangle(2, 5)));
    }
}

使用 when 的守卫

when 子句会为分支添加布尔守卫。只有在模式匹配并且守卫为 true 时，分支才会匹配。

public class Main {
    static String size(Object o) {
        return switch (o) {
            case Integer i when i < 0 -> "negative";
            case Integer i when i == 0 -> "zero";
            case Integer i -> "positive";
            default -> "not an int";
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(size(-5));
        System.out.println(size(0));
        System.out.println(size(7));
    }
}

使用守卫时顺序很重要

带守卫条件的分支会从上到下依次尝试。更具体的带守卫条件的分支必须放在更宽泛的无守卫条件分支之前，否则宽泛的分支会将其拦截。

处理空值

添加 case null 来处理空的选择值；否则分支选择会抛出 NullPointerException。您甚至可以将其组合为 case null, default。

public class Main {
    static String label(String s) {
        return switch (s) {
            case null -> "missing";
            case "yes" -> "affirmative";
            default -> "other: " + s;
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(label(null));
        System.out.println(label("yes"));
        System.out.println(label("maybe"));
    }
}

分支选择中的嵌套模式

分支可以嵌套记录模式，在同一处匹配深层结构并针对内部值设置守卫。

public class Main {
    record Point(int x, int y) {}
    record Line(Point a, Point b) {}

    static String describe(Object o) {
        return switch (o) {
            case Line(Point(var x1, var y1), Point(var x2, var y2)) when x1 == x2 -> "vertical";
            case Line(Point a, Point b) -> "line";
            default -> "other";
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(describe(new Line(new Point(1, 0), new Point(1, 5))));
        System.out.println(describe(new Line(new Point(0, 0), new Point(2, 3))));
    }
}

语句与表达式

模式分支选择既可以作为表达式使用（通过 -> 或 yield 生成值），也可以作为语句使用。当选择值是密封类型时，覆盖所有情况的规则仍然适用。

替代访问者代码

密封类型与模式分支选择结合后，可以用简洁且经过编译器检查的封闭模型分派，替代冗长的访问者模式和 instanceof 层层判断。

完整的解释器

使用密封模型和模式分支选择实现的表达式求值器。

public class Main {
    sealed interface Expr permits Num, Add, Mul {}
    record Num(int value) implements Expr {}
    record Add(Expr left, Expr right) implements Expr {}
    record Mul(Expr left, Expr right) implements Expr {}

    static int eval(Expr e) {
        return switch (e) {
            case Num(int v) -> v;
            case Add(Expr l, Expr r) -> eval(l) + eval(r);
            case Mul(Expr l, Expr r) -> eval(l) * eval(r);
        };
    }

    public static void main(String[] args) {
        Expr e = new Add(new Num(2), new Mul(new Num(3), new Num(4)));
        System.out.println(eval(e));
    }
}

快速检查

检验您对分支选择中模式的理解。

回顾

您学习了分支选择中的模式。

分支可以使用类型模式和记录模式，并进行解构。
密封类型选择值可以让分支选择覆盖所有情况，而无需使用 default。
when 守卫可以细化分支；顺序很重要。
case null 可以安全地处理空值。

常见问题解答

「switch 中的模式」课时是免费的吗？

是的 — 「switch 中的模式」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「switch 中的模式」这节课中我会学到什么？

结合密封类型与模式你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 4 节课，共 4 节。

「switch 中的模式」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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