Java 中的嵌套 switch

2025年9月2日 | 阅读 5 分钟

switch 语句根据单个表达式的值来引导程序流程，并允许执行跳转到不同的代码段。当一个变量可以有许多已知值时，switch 通常比冗长的 if-else-if-else 链更能清晰地表达意图。switch 表达式中的值可以是整型（byte、short、int）、char、enum 或 String。请注意，long 类型不支持 switch 语句。

语法

switch (expression) {
  case value1:
    // Code to be executed if expression == value1
    break;
  case value2:
    // Code to be executed if expression == value2
    break;
  ...
  default:
    // Code to be executed if no case matches
}

嵌套 switch

放置在另一个 switch 语句内部的 switch 语句称为嵌套 switch 语句。

这可以轻松处理一种情况：当一个决策基于一个变量的值，然后对于某个特定情况，又基于另一个变量的值。每个 switch 语句都独立运作。内部 switch 中的 break 语句只会退出内部块，而不是外部块。

语法

switch(expression1) {
  case value1:
    // Code for outer switch case 1
    switch(expression2) {
      case nestedValue1:
        // Code for nested switch case 1
        break;
      case nestedValue2:
        // Code for nested switch case 2
        break;
      // ... more cases
    }
    break;
  case value2:
    // Code for outer switch case 2
    // ...
    break;
  // ... more cases
}

switch(expression): 这是被计算的值。

case valueN: 这些是表达式要与之比较的特定值。break: 这是可选的，如果包含，它会在匹配到 case 后立即停止 switch 语句的执行。如果我们不使用 break，代码将继续执行到下一个 case，这种行为称为 fallthrough（穿透）。default: 这也是另一个可选部分，当没有 case 值匹配表达式时执行。

示例：嵌套 switch 语句

示例

public class  Main {
    public static void main(String[] args) {
        String productType = "Electronics";
        String productCategory = "Laptop";
        switch (productType) {
            case "Electronics":
                System.out.println("Processing product of type: " + productType);
                switch (productCategory) {
                    case "Laptop":
                        System.out.println("Category: Computer Accessories");
                        break;
                    case "Smartphone":
                        System.out.println("Category: Mobile Devices");
                        break;
                    default:
                        System.out.println("Unknown Electronics Category.");
                        break;
                }
                break;
            case "Apparel":
                System.out.println("Processing product of type: " + productType);
                switch (productCategory) {
                    case "T-shirt":
                        System.out.println("Category: Casual wear");
                        break;
                    case "Jacket":
                        System.out.println("Category: Outerwear");
                        break;
                    default:
                        System.out.println("Unknown Apparel Category.");
                        break;
                }
                break;
            default:
                System.out.println("Unknown Product Type.");
                break;
        }
    }
}

编译并运行

输出

Processing product of type: Electronics
Category: Computer Accessories

优点

逻辑分组： 它们可以逻辑地分组相关条件，使得当决策是分层结构时，代码更容易遵循。
性能： 在某些情况下，switch 语句可能比长 if-else 链更有效率，因为编译器可以使用跳转表对其进行优化。

缺点

可读性： 嵌套 switch 语句可能变得难以阅读和维护，这个过程有时被称为“switch hell”（switch 地狱）。代码会深度缩进，难以调试。
可维护性： 由于嵌套结构，添加新 case 或修改现有逻辑可能很复杂且容易出错。
作用域限制： 只有当外部 case 匹配时，内部 switch 才会进行求值，如果内部条件经常为 false，这可能导致代码效率低下。

用例

分层菜单： 嵌套 switch 对于导航多级菜单非常有效，其中一个级别的选择决定了下一级别的选项。
状态机： 在简单的状态机中，嵌套 switch 可以根据当前状态和新事件来处理转换。
命令解析： 在解析用户命令时，外部 switch 可能会识别命令类型（例如，“get”或“set”），而内部 switch 可能会处理该命令的特定选项或参数。

要记住的重要事项

忘记 break 语句： 穿透（Fall-through），因为我们可能在代码中遗漏了 break 语句。代码会继续执行到下一个 case，即使它不是正确的 case。这可能导致意外和不正确的行为。我们需要为内部和外部 switch 的 case 都添加 break。

Default Case 的放置： 要捕获任何意外或无效的输入，请务必使用 default case。如果我们忘记使用它，可能会发现有未处理的条件在执行期间出现。

变量作用域： 检查变量的可访问性。如果变量在内部 switch 的 case 块内声明，则意味着它们仅在该块内可用。我们在代码的其他地方无法访问它们。

过度嵌套： 如果使用超过两个级别的嵌套，可能会使代码难以阅读和维护。这会使我们的代码复杂化。

必须拥有 case 和 break： 每个 switch 都必须有自己的 case 和 break 语句。

结论

它们允许我们将一个 switch 语句嵌入到外部 switch 的一个 case 块中。这使得我们能够基于一个变量做出决策，然后再基于另一个变量做出进一步的决策。它们的替代方案对更复杂的场景有利，可以使代码更清晰、更有条理。对于简单的选择，单个 switch 就足够了。对于非常复杂或深入的决策，最好使用不同的方法来保持代码的整洁和易于管理。