Java 17: Pattern Matching for switch

Kate · 21 Сен 2021

14-го сентября состоялась презентация Apple, в этот же день произошло не менее важное событие - релиз Java 17.

Среди новых фич подъехал паттерн матчинг для switch в preview моде JEP 406.

История началась с того, что в jdk 16 расширили instanceof оператор, который теперь может принимать type pattern и выполнять матчинг по паттерну. Это маленькое изменение позволило упростить типичную конструкцию с проверкой на тип и последующее приведение.

// before
if (o instanceof String) {
String s = (String)o;
... use s ...
}

// after
if (o instanceof String s) {
... use s ...
}
Обычно проверка производится на совпадение среди нескольких типов и пример показывает насколько код далек от идеала.

static String formatter(Object o) {
String formatted = "unknown";
if (o instanceof Integer i) {
formatted = String.format("int %d", i);
} else if (o instanceof Long l) {
formatted = String.format("long %d", l);
} else if (o instanceof Double d) {
formatted = String.format("double %f", d);
} else if (o instanceof String s) {
formatted = String.format("String %s", s);
}
return formatted;
}
Для таких операций идеально подходил бы switch, но в силу ограниченности поддержки типов и сравнения только на соответствие константному значению, приходится использовать цепочку if else.

Разработчики подумали над ситуацией и добавили ряд улучшений:

возможность работы с любым типом
проверка на соответствие паттерну в case
возможность обрабатывать null значения через встроенный case

Теперь предыдущий код выглядит так:

static String formatterPatternSwitch(Object o) {
return switch (o) {
case Integer i -> String.format("int %d", i);
case Long l -> String.format("long %d", l);
case Double d -> String.format("double %f", d);
case String s -> String.format("String %s", s);
default -> o.toString();
};
}
Зачастую, после совпадения типа, нужно делать дополнительные проверки и описывать их внутри, что может приводить к раздуванию кода:

static void test(Object o) {
switch (o) {
case Integer i:
if (i.intValue() > 100) { ... }
if (i.intValue() > 3 && i.intValue() < 7) { ... }
.......
}
}
Для покрытия таких кейсов были введены 2 новых вида паттернов:

guarded patterns в формате type pattern && boolean expression, которые позволяют дополнять матчинг по типу boolean выражением
parenthesized patterns, которые позволяют избегать неочевидности при формировании логики из нескольких boolean

static void test(Object o) {
switch (o) {
case Integer i && i.intValue() > 100 -> { ...}
case (Integer i && i.intValue() > 3) && (i.intValue() < 7) -> { ...}
.......
}
}
Обработка null

Традиционно, switch выбрасывал NullPointerException если проверяемый объект был null. Проверку необходимо было реализовывать за пределами блока.

static void testFooBar(String s) {
if (s == null) {
System.out.println("oops!");
return;
}
switch (s) {
case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
default -> System.out.println("Ok");
}
}
Это имело смысл в рамках ограниченной поддержки типов. Но, так как теперь switch работает с любым типом, а case поддерживают паттерны, разработчики добавили total type pattern, с помощью которого можно обработать ситуацию с null.

static void testFooBar(String s) {
switch (s) {
case null -> System.out.println("Oops");
case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
default -> System.out.println("Ok");
}
}
Планы на будущее

поддержка примитивных типов
general классы смогут объявлять deconstruction паттерны для указания как они могут быть сматчены
поддержка AND and OR паттернов