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Switch语句中使用String类型的实现原理

来源：责编：时间：2024-07-03 10:10:25 66观看

导读switch语句传统上仅支持char、byte、short、int、枚举类型。从Java7开始支持的字符串（String）类型作为条件表达式。对于字符串（String）类型的支持，实现原理涉及到了Java内部对字符串的哈希码和equals方法的利用，以及编译器

switch语句传统上仅支持char、byte、short、int、枚举类型。从Java7开始支持的字符串（String）类型作为条件表达式。对于字符串（String）类型的支持，实现原理涉及到了Java内部对字符串的哈希码和equals方法的利用，以及编译器对switch语句的转换。

实现原理

「字符串的哈希码（Hash Code）」：

在Java中，每个字符串对象都有一个与之关联的哈希码。哈希码是通过字符串内容计算得出的，相同内容的字符串具有相同的哈希码。

当switch语句使用字符串作为条件时，Java编译器不会直接基于字符串本身进行匹配，这会涉及到复杂的字符串比较操作，影响性能。

从本质来讲，switch对字符串的支持，其实也是int类型值的匹配。

「使用哈希码和equals方法」：

编译器首先会为switch语句中的每个case标签生成一个哈希码数组。这个数组中的每个元素对应一个case标签字符串的哈希码。

当执行switch语句时，Java会先计算输入字符串的哈希码，并使用这个哈希码在哈希码数组中进行查找。

如果找到匹配的哈希码，Java会使用equals方法来比较哈希码匹配的字符串是否确实与switch语句中的某个case标签相同。

通过对case后面的String对象调用hashCode()方法得到一个int类型的Hash值，用这个Hash值来唯一标识着这个case。当匹配的时候，首先调用这个字符串的hashCode()方法，获取一个Hash值（int类型），用这个Hash值来匹配所有的case，如果没有匹配成功，说明不存在；如果匹配成功了，接着会调用字符串的equals()方法进行匹配。

「编译器的优化」：

为了提高性能，Java编译器可能会对switch语句进行优化，特别是当case标签的数量较少时。例如，如果case标签的数量很少，编译器可能会选择不使用哈希码数组，而是直接生成一系列的条件判断语句。

对于字符串类型的switch语句，编译器的具体实现可能会根据JVM的版本和编译器的不同而有所差异。

编译器会为每个case标签的字符串生成一个哈希值，并构建一个哈希表来存储这些哈希值和对应的case标签。编译器还会创建一个标签表，用于在找到匹配的哈希值后，通过equals方法验证字符串是否确实匹配，并确定跳转到哪个case块。编译器最终会生成相应的字节码，这些字节码会实现上述的查找和匹配逻辑。当JVM执行这些字节码时，会根据输入的字符串来查找和匹配相应的case块。

「性能考虑」：字符串类型的switch语句为开发者提供了便利，但在性能敏感的应用中使用可能不是最佳选择。字符串的哈希码计算和equals方法调用都可能比整数比较要耗时。在这些情况下，考虑使用枚举类型或其他整数类型作为switch的条件可能更为高效。

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