JEP 325：切换表达式（预览）

概括

扩展该switch语句，以便它可以用作语句或表达式，并且两种形式都可以使用“传统”或“简化”范围和控制流行为。这些更改将简化日常编码，并为在switch.这是JDK 12 中的预览语言功能。

请注意：此 JEP 已被JEP 354取代，后者针对 JDK 13。

动机

当我们准备增强 Java 编程语言以支持模式匹配 (JEP 305)时，现有switch语句的一些不规则之处（长期以来一直令用户烦恼）成为了障碍。这些包括 switch 块的默认控制流行为（失败）、switch 块的默认作用域（该块被视为一个单一作用域）以及switch仅作为一条语句工作，尽管通常更自然地表达多个方式条件作为表达式。

目前Java语句的设计switch紧密遵循C、C++等语言，并且默认支持fall-through语义。虽然这种传统的控制流对于编写低级代码（例如二进制编码的解析器）通常很有用，但由于 switch 用于高级上下文，但其容易出错的性质开始超过其灵活性。

例如，在下面的代码中，许多break语句使其变得不必要的冗长，并且这种视觉噪音通常掩盖了难以调试的错误，其中缺少break语句意味着会发生意外失败。

switch (day) {
    case MONDAY:
    case FRIDAY:
    case SUNDAY:
        System.out.println(6);
        break;
    case TUESDAY:
        System.out.println(7);
        break;
    case THURSDAY:
    case SATURDAY:
        System.out.println(8);
        break;
    case WEDNESDAY:
        System.out.println(9);
        break;
}

我们建议引入一种新形式的 switch 标签，写为“ case L ->”，表示如果标签匹配，则只执行标签右侧的代码。例如，之前的代码现在可以写成：

switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> System.out.println(6);
    case TUESDAY                -> System.out.println(7);
    case THURSDAY, SATURDAY     -> System.out.println(8);
    case WEDNESDAY              -> System.out.println(9);
}

（此示例还使用多个 case 标签：我们建议在单个 switch 标签中支持多个逗号分隔的标签。）

“ ”开关标签右侧的代码case L ->仅限于表达式、块或（为了方便起见）throw语句。这具有令人愉快的结果，如果一个臂引入局部变量，它必须包含在一个块中，因此不在开关块中任何其他臂的范围内。这消除了“传统”开关块的另一个烦恼，其中局部变量的范围是整个开关块。

switch (day) {
    case MONDAY:
    case TUESDAY:
        int temp = ...
        break;
    case WEDNESDAY:
    case THURSDAY:
        int temp2 = ...     // Why can't I call this temp?
        break;
    default:
        int temp3 = ...     // Why can't I call this temp?
}

许多现有switch语句本质上是表达式的模拟switch，其中每个分支要么分配给一个公共目标变量，要么返回一个值：

int numLetters;
switch (day) {
    case MONDAY:
    case FRIDAY:
    case SUNDAY:
        numLetters = 6;
        break;
    case TUESDAY:
        numLetters = 7;
        break;
    case THURSDAY:
    case SATURDAY:
        numLetters = 8;
        break;
    case WEDNESDAY:
        numLetters = 9;
        break;
    default:
        throw new IllegalStateException("Wat: " + day);
}

将其表达为陈述是迂回、重复且容易出错的。作者的意思是我们应该计算numLetters每一天的值。应该可以直接用switch _表达式_来表示，这样更清晰、更安全：

int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};

反过来，扩展switch到支持表达式会引发一些额外的需求，例如扩展流分析（表达式必须始终计算值或突然完成），并允许表达式的某些 case 分支switch抛出异常而不是产生值。

描述

除了“传统”开关块之外，我们建议添加一个新的“简化”形式，并带有新的“ case L ->”开关标签。如果标签匹配，则仅执行箭头标签右侧的表达式或语句；没有跌倒。例如，给定方法：

static void howMany(int k) {
    switch (k) {
        case 1 -> System.out.println("one");
        case 2 -> System.out.println("two");
        case 3 -> System.out.println("many");
    }
}

下面的代码：

howMany(1);
howMany(2);
howMany(3);

产生以下输出：

one
two
many

我们将扩展该switch语句，以便它还可以用作表达式。在常见情况下，switch表达式将如下所示：

T result = switch (arg) {
    case L1 -> e1;
    case L2 -> e2;
    default -> e3;
};

表达式switch是一个多表达式；如果目标类型已知，则将该类型向下推送到每个臂中。表达式的类型switch是其目标类型（如果已知）；如果不是，则通过组合每个案例臂的类型来计算独立类型。

大多数switch表达式在“”开关标签右侧都有一个表达式case L ->。如果需要完整的块，我们扩展了该break语句以接受一个参数，该参数将成为封闭表达式的值switch。

int j = switch (day) {
    case MONDAY  -> 0;
    case TUESDAY -> 1;
    default      -> {
        int k = day.toString().length();
        int result = f(k);
        break result;
    }
};

switch与语句一样，表达式也可以使用带有“ ”开关标签（暗示失败语义）的switch“传统”开关块。case L:在这种情况下，将使用 with value 语句生成值break：

int result = switch (s) {
    case "Foo": 
        break 1;
    case "Bar":
        break 2;
    default:
        System.out.println("Neither Foo nor Bar, hmmm...");
        break 0;
};

(with and without value)的两种形式break类似于returnin 方法的两种形式。两种形式都return立即终止方法的执行；在非 void 方法中，还必须提供一个值，该值将产生给方法的调用者。（break表达式值和标签形式之间的歧义break可以相对容易地处理。）

表达式的情况switch必须是详尽无遗的；对于任何可能的值都必须有一个匹配的开关标签。在实践中，这通常仅仅意味着default需要一个条款；但是，在enum switch表达式涵盖所有已知情况（最终是switch密封类型上的表达式）的情况下，default编译器可以插入一个子句，指示enum定义在编译时和运行时之间发生了更改。（这是开发人员今天手工完成的工作，但是让编译器插入它比手工编写的侵入性更小，并且可能会产生更具描述性的错误消息。）

此外，switch表达式必须正常完成并带有值或throw异常。这会产生许多后果。首先，编译器检查每个开关标签，如果匹配，则可以生成一个值。

int i = switch (day) {
    case MONDAY -> {
        System.out.println("Monday"); 
        // ERROR! Block doesn't contain a break with value
    }
    default -> 1;
};
i = switch (day) {
    case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY: 
        break 0;
    default: 
        System.out.println("Second half of the week");
        // ERROR! Group doesn't contain a break with value
};

进一步的结果是控制语句、break和return不能continue跳过switch表达式，如下所示：

z: 
    for (int i = 0; i < MAX_VALUE; ++i) {
        int k = switch (e) { 
            case 0:  
                break 1;
            case 1:
                break 2;
            default: 
                continue z; 
                // ERROR! Illegal jump through a switch expression 
        };
    ...
    }

作为一个机会目标，我们可以扩展 switch 以支持以前不允许的基本类型（及其框类型）的切换，例如 float、double 和 long。

依赖关系

模式匹配 (JEP 305)取决于此 JEP。

JEP 325：切换表达式（预览）

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