جملة switch في جافا: الحالات، السقوط التتابعي، وصياغة السهم

ما الغرض من switch

تقارن جملة switch قيمة واحدة بقائمة من الخيارات الثابتة وتُنفّذ الفرع المطابق. عندما تجد نفسك تكتب سلسلة if/else if طويلة تظل تختبر المتغير نفسه مقابل قيم ثابتة مختلفة، فإن جملة switch تقول الشيء نفسه بوضوح أكبر.

إنها تُجري فقط فحوصات المساواة مقابل قيم ثابتة معروفة وقت الترجمة؛ فهي لا تستطيع اختبار المجالات أو دمج الشروط. لتلك الحالات، ابقَ مع if/else.

جملة switch الكلاسيكية

تستخدم الصيغة التقليدية تسميات case مع نقطتين، وbreak بعد كل فرع:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        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("Some other day");
        }
    }
}

تُقيّم جافا قيمة day، وتقفز إلى الحالة case المطابقة، وتُنفّذ جُملها، ثم تُخرج break من الـ switch. يعمل الفرع default عندما لا يتطابق أي شيء آخر؛ اعتبره بمثابة else. وهو اختياري، لكن تضمينه ممارسة جيدة كي لا تنزلق القيم غير المتوقعة بصمت.

فخّ break: السقوط التتابعي

هذا هو أكثر أخطاء switch شيوعاً على الإطلاق. إذا أغفلت break، فلن يتوقف التنفيذ عند نهاية حالة مطابقة؛ بل يتساقط إلى الحالة التالية ويستمر في العمل حتى يصادف break أو القوس الإغلاقي:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int level = 1;

        switch (level) {
            case 1:
                System.out.println("Level 1");
                // no break - falls through!
            case 2:
                System.out.println("Level 2");
            case 3:
                System.out.println("Level 3");
                break;
        }
    }
}

قد تتوقع Level 1 فقط، لكن هذا يطبع الأسطر الثلاثة كلها. لأن case 1 لا يحتوي على break، ينزلق التحكم مباشرة إلى case 2 وcase 3. أضِف break دائماً ما لم تكن تريد السقوط التتابعي فعلاً؛ وعندما تعتمد عليه، اترك تعليقاً ليعرف القارئ التالي أن ذلك كان مقصوداً.

تجميع الحالات

للسقوط التتابعي استخدام مشروع ومرتّب واحد: تكديس تسميات case كي تشترك عدة قيم في كتلة واحدة. ضع التسميات متتالية دون شفرة بينها:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        char grade = 'B';

        switch (grade) {
            case 'A':
            case 'B':
            case 'C':
                System.out.println("Pass");
                break;
            case 'D':
            case 'F':
                System.out.println("Fail");
                break;
            default:
                System.out.println("Unknown grade");
        }
    }
}

هنا تُنفّذ 'A' و'B' و'C' كلها سطر "Pass" نفسه. هذه هي الطريقة المقصودة للقول "أيٌّ من هذه القيم يفعل الشيء نفسه".

switch على السلاسل النصية

لست مقيّداً بالأرقام. منذ جافا 7 يمكنك إجراء switch على String، وهو مثالي لاختيارات القوائم أو أسماء الأوامر:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "stop";

        switch (command) {
            case "start":
                System.out.println("Starting...");
                break;
            case "stop":
                System.out.println("Stopping...");
                break;
            default:
                System.out.println("Unknown command: " + command);
        }
    }
}

المطابقة حساسة لحالة الأحرف؛ فلن تتطابق "Stop" مع "stop"، لذا وحّد الحالة أولاً (مثل command.toLowerCase()) إذا كانت حالة أحرف المُدخل قد تتغير. ومزلق آخر: إذا كانت command تساوي null، فإن الـ switch يرمي NullPointerException، لذا احترس من القيمة الفارغة قبل أن تصل إليها.

صياغة السهم الحديثة

تُضيف الإصدارات الأحدث من جافا (14 فما فوق) صيغة سهم، case label -> ...، تُعالج فخّ السقوط التتابعي من حيث التصميم. تُنفّذ كل حالة سهم فرعاً واحداً بالضبط ولا تتساقط أبداً، لذا لا يوجد break لتنساه:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int day = 6;

        switch (day) {
            case 1, 2, 3, 4, 5 -> System.out.println("Weekday");
            case 6, 7          -> System.out.println("Weekend");
            default            -> System.out.println("Invalid day");
        }
    }
}

لاحظ أنك تُجمّع القيم بفاصلة (case 6, 7) بدلاً من تكديس التسميات، ولا يوجد ولا break واحد على مرمى البصر. لأكثر من جملة، استخدم كتلة: case 1 -> { ...; ... }. فضّل هذه الصيغة في الشفرة الجديدة؛ فهي أقصر وتُزيل فئة كاملة من الأخطاء.

switch كتعبير

يمكن لصيغة السهم أيضاً أن تُنتج قيمة. يُرجع تعبير switch نتيجة يمكنك إسنادها مباشرة إلى متغير؛ دون متغير مؤقت، ودون إسناد متكرر في كل فرع:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int month = 4;

        int days = switch (month) {
            case 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12 -> 31;
            case 4, 6, 9, 11           -> 30;
            case 2                     -> 28;
            default -> throw new IllegalArgumentException("Bad month: " + month);
        };

        System.out.println("Days: " + days);
    }
}

يُقيَّم switch (...) { ... } بأكمله إلى عدد يُخزَّن في days. لاحظ الفاصلة المنقوطة بعد القوس الإغلاقي؛ فهي جزء من جملة الإسناد. يجب أن يكون تعبير switch شاملاً (يغطي كل قيمة ممكنة)، ولهذا يوجد default هنا. إذا احتاج فرع إلى عدة جُمل قبل إرجاع قيمة، فاستخدم كتلة مع yield:

case 2 -> {
    boolean leap = (year % 4 == 0);
    yield leap ? 29 : 28;
}

الكلمة yield هي الطريقة التي تُعيد بها كتلة السهم قيمتها، وهي المكافئ في عالم التعبيرات لـ break الذي يحمل نتيجة.

التالي: حلقات for

تختار switch فرعاً واحداً من بين كثير؛ وأحياناً تحتاج بدلاً من ذلك إلى تكرار كتلة عدة مرات. تُشغّل حلقة for الشفرة عدداً محكوماً من المرات (بالعدّ عبر مجال أو بالتنقل عبر كل عنصر) وهي الصفحة التالية.