switch语句原理及易错点

不加break会怎样

观察下面的代码：

第一段代码是最常见的写法，也是最好的写法，约定俗成的每个条件语句后添加break。如果因为某种原因没有写break语句，没有对此情况进行过探究的话，可能还真不知道第二、三段代码会输出什么。

结论：如果不加break，程序从匹配成功的case语句开始，一直到遇见break语句或者执行完成所以条件语句块后才会跳出判断，不管后面的case语句是否匹配成功都会执行语句块中的代码，也就是上面的第二、三段代码。

有时候会故意缺省break语句来达到某种效果（例如几种判断都执行相同的代码块），不过这种情况极少，比如下面这个并没有太大意义的例子，当检测到当前月份是1、2、3、4月时都会输出“现在是第一季度”：

switch (month){
    case 1:
    case 2:
    case 3:
    case 4:
        System.out.println("现在是第一季度");
        break;
    default:
        break;
}

switch语句的原理

根据经验，当switch语句和if…else if…else语句可以实现相同功能（并且分支较多）时会尽量使用switch语句，因为switch语句的效率更高。

if…else if…else语句的执行方式是顺序执行所有判断语句，直到满足条件时执行语句代码块。

switch语句会维护一张跳转表，不管case判断语句的值是不是按照顺序的，内存中的地址表都会按照顺序进行排列。

switch语句会生成一个跳转表来指示实际的case分支的地址，而这个跳转表的索引号与switch变量的值是相等的。从而，switch-case不用像if-else if那样遍历条件分支直到命中条件，而只需访问对应索引号的表项从而到达定位分支的目的。 具体地说，switch-case会生成一份表项数为case量＋1的跳表，程序首先判断switch变量是否大于（小于）最大（最小）case 常量，若大于（小于），则跳到default分支处理；否则取得索引号为switch变量大小的跳表项的地址（即跳表的起始地址＋表项大小＊索引号），程序接着跳到此地址执行，到此完成了分支的跳转。

case判断的条件会有下面几种情况，对应switch语句中的执行过程是不一样的：
1、case条件的值是连续的，例如：case 1、case 2、case 3、case 4、case 5
  在switch中，编译器多增加了一个数组用于存储每个case对应的地址，根据switch中传入的整数在数组中查到到对应的地址，直接通过这个地址跳转到对应的位置。编译器在处理switch时会首先校验不满足所有case的情况，当这种情况发生时代码调转到default或者switch语句块之外。然后将传入的整数值减一（数组元素是从0开始计数）。最后根据参数值找到应该跳转的位置。

2、case条件的值不是连续的，例如：case 1、case 2、case 3、case 5
  去除掉上面的case 4条件后，仍会建立一个表，对应下图中的关系。

3、case条件的值不是连续的，例如：case 1、case 2、case 5、case 6、case 256
  如果case条件间的值差异较大，则编译器会采用索引表的方式来进行地址的跳转，对应下图中的关系。

如果想对内存进行深入研究的话可以编写demo对内存进行跟踪，下面这两篇文章描述的也比较详细：https://www.cnblogs.com/mukekeheart/p/10558167.html、https://www.jianshu.com/p/d382f653dd00

性能优化

• 因为if…else if…else语句会逐个条件进行判断，直到命中，所以应将机率大的条件置于前面，这样可以减少比较的次数
• 如果分支较少，比如小于4个，或者case语句判断的值跳跃较大时，没必要使用switch语句
• 编译器是根据时间和空间的消耗来决定那种方式效率更高，所以在Switch写判断条件的时候最好做到连续紧密，可以最大限度的节省时间和内存

switch语句的注意事项

• 当遇到 break 语句时，switch 才会终止，控制流将跳转到 switch 语句后的下一行
• Java中的switch语句中表达式的值必须是整型、字符型、字符串类型（JDK7添加的新特性）和枚举类型
  引申：case语句后常量表达式的值绝不可以是实数（有限小数、无限小数），例如case 1.1:即为不合法语句
• C++中的switch语句中表达式的值必须是整型、字符型和枚举类型，不能是字符串类型
• switch语句与其他控制语句的一个不同点：每个case中的多条语句加不加大括号均可
• 最好在switch中添加default语句，用来处理异常情况