switch 语句是 Java 中一个多路分支控制结构，它根据一个变量的值来决定执行哪一段代码，这个“变量”switch 的控制表达式。

switch 语句的基本语法

switch (expression) {
    case value1:
        // 当 expression 等于 value1 时，执行这里的代码
        break; // 可选，用于跳出 switch
    case value2:
        // 当 expression 等于 value2 时，执行这里的代码
        break; // 可选
    // 可以有任意数量的 case
    default:
        // expression 不等于任何一个 case 的值，执行这里的代码
        break; // 可选，但推荐加上
}

核心要点：switch 变量的类型（expression 的类型）

在 Java 中，switch 语句的控制表达式（也就是你问题中的“变量”）的类型有明确的限制，随着 Java 版本的更新，支持的范围也在不断扩大。

Java 7 之前（经典版本）

在 Java 7 及之前版本，expression 只能是以下几种基本数据类型：

• byte
• short
• char
• int
• 对应的包装类：Byte, Short, Character, Integer

示例：

int day = 3;
switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("Monday");
        break;
    case 2:
        System.out.println("Tuesday");
        break;
    case 3:
        System.out.println("Wednesday");
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown day");
        break;
}
// 输出: Wednesday

Java 7 引入 String 类型

这是一个非常重要的更新,从 Java 7 开始，switch 语句可以直接使用 String 类型作为控制变量。

注意： 底层实现是通过 String.hashCode() 方法来实现的。switch 会先计算字符串的哈希码，然后与每个 case 标签的哈希码进行比较，如果哈希码相同，它还会使用 String.equals() 方法来确保内容真正相等，以避免哈希冲突。

示例：

String fruit = "Apple";
switch (fruit) {
    case "Apple":
        System.out.println("Apples are red or green.");
        break;
    case "Banana":
        System.out.println("Bananas are yellow.");
        break;
    case "Orange":
        System.out.println("Oranges are orange.");
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown fruit.");
        break;
}
// 输出: Apples are red or green.

Java 14 引入 switch 表达式（预览特性）和模式匹配

从 Java 14 开始，switch 被升级为表达式，并且引入了更强大的模式匹配功能。

a. switch 表达式

switch 表达式可以直接返回一个值，不再需要 break 语句，每个 case 的代码块必须返回一个值，switch 整体也会返回一个值。

语法：

// 传统 switch 语句
String result;
switch (day) {
    case 1, 2, 3, 4, 5: // Java 14+ 支持多个 case 用逗号分隔
        result = "Weekday";
        break;
    case 6, 7:
        result = "Weekend";
        break;
    default:
        result = "Invalid day";
        break;
}
// switch 表达式 (更简洁)
String resultExpr = switch (day) {
    case 1, 2, 3, 4, 5 -> "Weekday"; // 使用箭头 -> 代替 case 和 break
    case 6, 7 -> "Weekend";
    default -> "Invalid day";
};

b. switch 表达式支持更多类型

Java 14 的 switch 表达式（正式版本在 Java 14 中发布）极大地扩展了支持的数据类型：

• 所有之前支持的类型 (byte, short, char, int, String, 包装类)
• 枚举类型 (enum) - 这是 Java 5 引入的，但在 switch 表达式中得到了更好的支持。
• var 关键字 - 用于推断类型。

示例：使用枚举

enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}
Day today = Day.WEDNESDAY;
// switch 表达式
String mood = switch (today) {
    case MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY -> "Work hard!";
    case SATURDAY, SUNDAY -> "Relax!";
};
System.out.println(mood); // 输出: Work hard!

Java 17 引入 switch 的模式匹配（预览特性）

这是 switch 功能的一次革命性升级，它不再局限于简单的值匹配，而是可以根据变量的类型和结构进行匹配。

示例：根据对象类型执行不同操作

// 这是一个 Object 变量，我们不知道它具体是什么类型
Object obj = "Hello, World!";
// 使用带类型模式的 switch
switch (obj) {
    case Integer i -> System.out.println("It's an Integer: " + i);
    case String s -> System.out.println("It's a String: " + s.toUpperCase());
    case null -> System.out.println("It's null");
    default -> System.out.println("It's something else: " + obj.getClass().getName());
}
// 输出: It's a String: HELLO, WORLD!

switch 语句 vs. if-else if 语句

1. switch 变量：指的是 switch(expression) 中的 expression，也称为控制表达式。
2. 类型演进：
   • Java 7 前：仅限 byte, short, char, int 及其包装类。
   • Java 7+：增加了 String。
   • Java 14+ (表达式)：增加了对枚举和 var 的更好支持，语法更简洁（使用 ->）。
   • Java 17+ (模式匹配)：革命性升级，支持基于类型和结构的匹配，功能极其强大。
3. break 的重要性：在传统的 switch 语句中，忘记 break 会导致“贯穿”（fall-through），即程序会继续执行下一个 case 的代码，这通常是逻辑错误，在 switch 表达式中，break 被箭头 -> 替代，不存在贯穿问题。
4. default：相当于 if-else 中的 else，处理所有 case 都不匹配的情况，是良好的编程习惯。

在现代 Java 开发中，switch 已经从一个功能相对简单的分支语句，演变成了一个功能强大、表达力丰富的控制结构。