Оператор switch в Java: case, fall-through и стрелочный синтаксис

Для чего нужен switch

switch сравнивает одно значение со списком фиксированных вариантов и выполняет ту ветку, которая совпала. Когда вы ловите себя на написании длинной цепочки if/else if, которая снова и снова проверяет одну и ту же переменную на разные константы, switch говорит то же самое яснее.

Он выполняет только проверки на равенство с константами времени компиляции — он не может проверять диапазоны или комбинировать условия. Для этого оставайтесь с if/else.

Классический оператор switch

Традиционная форма использует метки case с двоеточиями и break после каждой ветки:

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");
        }
    }
}

Java вычисляет day, переходит к совпавшему case, выполняет его инструкции, и break выходит из switch. Ветка default выполняется, когда ничего другое не совпало — считайте её аналогом else. Она необязательна, но включать её — хорошая практика, чтобы неожиданные значения не проскальзывали незаметно.

Ловушка break: fall-through

Это самая распространённая ошибка switch. Если вы пропустите break, выполнение не остановится в конце совпавшего case — оно проваливается в следующий case и продолжает выполняться, пока не встретит break или закрывающую скобку:

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;
        }
    }
}

Вы могли бы ожидать только Level 1, но этот код печатает все три строки. Поскольку у case 1 нет break, управление соскальзывает прямо в case 2 и case 3. Всегда добавляйте break, если только вам действительно не нужен fall-through — а когда вы на него полагаетесь, оставьте комментарий, чтобы следующий читатель знал, что это сделано намеренно.

Группировка case

У fall-through есть одно законное, аккуратное применение: складывать метки case так, чтобы несколько значений делили один блок. Расположите метки одну за другой без кода между ними:

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");
        }
    }
}

Здесь 'A', 'B' и 'C' все выполняют одну и ту же строку "Pass". Это задуманный способ сказать «любое из этих значений делает одно и то же».

switch по строкам

Вы не ограничены числами. Начиная с Java 7 вы можете делать switch по String, что идеально подходит для пунктов меню или имён команд:

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);
        }
    }
}

Сравнение чувствительно к регистру — "Stop" не совпадёт с "stop", поэтому сначала нормализуйте (например, command.toLowerCase()), если регистр ввода может различаться. Ещё одна ловушка: если command равен null, switch выбросит NullPointerException, поэтому защититесь от null, прежде чем дойдёте до него.

Современный стрелочный синтаксис

Более новые версии Java (14+) добавляют стрелочную форму case label -> ..., которая по своей конструкции устраняет ловушку fall-through. Каждый стрелочный case выполняет ровно одну ветку и никогда не проваливается, поэтому нет break, который можно забыть:

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");
        }
    }
}

Обратите внимание, что значения группируются запятой (case 6, 7) вместо складывания меток, и нет ни единого break. Для нескольких инструкций используйте блок: case 1 -> { ...; ... }. Предпочитайте эту форму в новом коде — она короче и устраняет целый класс ошибок.

switch как выражение

Стрелочная форма также может выдавать значение. switch-выражение возвращает результат, который можно сразу присвоить переменной — без временной переменной, без повторяющегося присваивания в каждой ветке:

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);
    }
}

Весь switch (...) { ... } вычисляется в число, сохранённое в days. Обратите внимание на точку с запятой после закрывающей скобки — она часть инструкции присваивания. switch-выражение должно быть исчерпывающим (покрывать каждое возможное значение), вот почему здесь стоит default. Если ветке нужно несколько инструкций перед возвратом значения, используйте блок с yield:

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

yield — это способ, которым стрелочный блок возвращает своё значение, эквивалент в мире выражений break, несущего результат.

Далее: циклы for

switch выбирает одну ветку из многих; иногда же вам нужно повторить блок много раз. Цикл for выполняет код контролируемое число раз — отсчитывая по диапазону или проходя по каждому элементу — и это следующая страница.