Java 中的 Switch 是如何支持 String 的？为什么不支持 long？

在 Java 中，switch 语句最初是为了对基本数据类型进行快速而有效的分支选择而设计的。然而，随着 Java 的不断发展，对于 switch 语句的功能进行了扩展，使其能够支持 String 类型。为了理解 Java 中 switch 如何支持 String 类型以及为什么不支持 long 类型，我们需要深入了解 switch 语句的原理、Java 中数据类型的特性以及语言设计的考虑因素。

switch 语句的原理：

switch 语句用于基于表达式的值从多个选项中选择一个分支进行执行。在 Java 7 之前，switch 语句只支持整数类型的表达式，比如 int、byte、short 和 char。在 Java 7 引入的时候，switch 语句得到了改进，支持 String 类型，这是通过引入字符串对象的哈希码来实现的。

为了理解这个过程，首先要明白 switch 语句的工作原理。switch 语句通常会生成一种称为“跳表”（jump table）的数据结构，它实际上是一个表，用于存储不同分支的跳转地址。对于整数类型，这些地址直接是硬编码的；而对于 String 类型，Java 会使用字符串的哈希码来检索跳转地址。

switch 支持 String 的原理：

Java 7 引入了对 String 类型的 switch 支持，这是为了提高代码的可读性和表达力。在支持 String 的情况下，switch 语句使用字符串的哈希码来进行比较。在 switch 语句中，每个 case 标签后面的字符串都会被编译器转换为哈希码，并与 switch 表达式的哈希码进行比较。如果找到匹配的哈希码，就会跳转到相应的分支。

这种设计的好处是可以在一组字符串中快速定位匹配项，而不必逐个比较字符串。然而，需要注意的是哈希码冲突可能导致错误的匹配，因此对于关键性的字符串，最好使用 equals 方法进行准确的比较。

String day = "Monday";

switch(day) {
    case "Monday":
        // Do something for Monday
        break;
    case "Tuesday":
        // Do something for Tuesday
        break;
    // Other cases...
    default:
        // Default case
}

为什么不支持 long 类型：

Java 的 switch 语句在设计时考虑到了效率和实现的难易程度。对于 int、byte、short 和 char 这些整数类型，可以轻松地通过直接比较值来生成跳表。然而，对于长整型 long，情况变得复杂。

long 是一个64位的数据类型，它的比较不是原子性的，需要多条指令来完成。由于 switch 语句是用于快速的分支选择，支持 long 类型会引入比较复杂的实现和性能开销。为了保持 switch 语句的简洁和高效，Java 设计者选择不支持 long 类型。

如果需要使用 long 类型进行分支选择，通常建议使用一系列的 if-else 语句，因为这样可以更灵活地处理不同的情况，并且没有 switch 语句的性能开销。

long value = 42;

if (value == 42) {
    // Do something
} else if (value == 100) {
    // Do something else
} else {
    // Default case
}

总体而言，switch 语句支持 String 类型是为了提高代码的可读性和表达力，而不支持 long 类型是为了保持语言设计的简洁性和高效性。在选择使用 switch 还是 if-else 时，开发者应该根据具体的需求和性能要求做出权衡。

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