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Java 编程基础(四):条件执行

1. switch 语法中表达式值的数据类型可以有哪些

 只能是 byteshortintcharenumString(Java 7 以后)

2. 条件执行具体是怎么实现的

  • 程序最终都是一条条的指令,CPU 有一个指令指示器,指向下一条要执行的指令,CPU 根据指示器的指示加载指令并执行。
  • 指令大部分是具体的操作和运算,在执行这些操作时,执行完一个操作后,指令指示器会自动指向挨着的下一条指令。
  • 有一些特殊指令,称为跳转指令,这些指令会修改指令指示器的值,让 CPU 跳到一个指定的地方执行。跳转有两种:一种是条件跳转;一种是无条件跳转。
  • 条件跳转检查某个条件,满足则进行跳转;无条件跳转则是直接进行跳转。
  • 在单一 if 的情况下可能不用无条件跳转指令,但稍微复杂一些的情况都需要。ifif/elseif/else if/else()?():()都会转换为条件跳转和无条件跳转,但 switch 不太一样。

3. switch 实现原理是怎样的

  • switch 的转换和具体系统实现有关。如果分支比较少,可能会转换为跳转指令。如果分支比较多,使用跳转会进行很多次的比较运算,效率比较低。
  • 可能会使用一种更为高效的方式,叫跳转表。跳转表是一个映射表,存储了可能的值以及要跳转到的地址。

4. 跳转表结构为什么会更为高效呢

  • 因为其中的值必须为整数,且按大小排序。按大小排序的整数可以使用高效的二分查找
  • 如果值是连续的,则跳转表还会进行特殊优化,优化为一个数组,连找都不用找了,值就是数组的下标索引,直接根据值就可以找到跳转的地址。
  • 即使值不是连续的,但数字比较密集,差的不多,编译器也可能会优化为一个数组型的跳转表,没有的值指向 default 分支。
  • 程序源代码中的 case 值排列不要求是排序的,编译器会自动排序
  • 之前说 switch 值的类型可以是 byteshortintcharenumString。其中 byteshortint 本来就是整数,char 本质上也是整数,而枚举类型也有对应的整数,String 用于 switch 时也会转换为整数

5. switch 值类型为什么不能是 long 类型

  • 因为 switch 使用的跳转表值的存储空间一般为 32 位
  • 也就是 4 个字节,容纳不下 long 类型的值。

6. switch 的值类型为什么可以是 String

  • String 是通过 hashCode() 方法转换为整数的
  • 但不同 StringhashCode 可能相同,跳转后会再次根据 String 的内容进行比较判断。

7. 一句话总结条件执行的实现原理

 条件执行的本质依赖于条件跳转无条件跳转跳转表

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