【从字节码的角度看switch-case】

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从字节码的角度看switch-case

switch-case语句是Java中处理条件判断的常用语法。但是如何从底层字节码的角度看待switch-case语句？

switch-case语句基本语法 switch (expression) { case value1: // 当 expression 等于 value1 时执行的代码 break; // 可选，防止继续执行下面的case case value2: // 当 expression 等于 value2 时执行的代码 break; // 可以有更多的 case 语句 default: // 如果没有 case 匹配，则执行这里的代码 }

当我们的条件比较多的时候，我们一般就不采用if-else的判断方式来进行判断了。因为这样写的话会嵌套很多if-else，导致代码可读性大大降低。

从字节码的角度分析switch-case语句

虽然Java的语法，switch-case语句是用来处理条件判断的。但是底层字节码是如何实现的呢？Java编译器会根据case值的分布情况，生成两种不同的字节码指令：tableswitch（表跳转）和lookupswitch（查找跳转）。

tableswitch（表跳转） tableswitch

适用场景：当case的值连续且密集（如 1, 2, 3）时使用。

实现原理：

生成一个索引表，直接通过偏移量跳转到目标代码块。

执行效率高（时间复杂度 O(1)），但占用空间较大（需为所有可能的索引值分配表项）。

字节码示例：

public static void main(String[] args) { int i = 2; switch (i) { case 1: System.out.println("one"); break; case 2: System.out.println("two"); break; case 3: System.out.println("three"); break; default: System.out.println("default"); } }

编译后字节码（javap -c）：

0: iconst_2 // 加载常量2到操作数栈 1: istore_1 // 存储到局部变量i 2: iload_1 // 加载i的值 3: tableswitch { // 使用tableswitch指令 1: 28 // case 1 → 跳转到偏移28 2: 39 // case 2 → 跳转到偏移39 3: 50 // case 3 → 跳转到偏移50 default: 61 // 默认跳转到偏移61 } lookupswitch

适用场景：当case的值稀疏不连续（如 1, 10, 100）时使用。

实现原理：

维护一个键值对列表，按顺序查找匹配的case。

时间复杂度为 O(n)（n为case数量），但空间占用更小。

字节码示例：

public static void main(String[] args) { int i = 10; switch (i) { case 1: System.out.println("one"); break; case 10: System.out.println("ten"); break; case 100: System.out.println("hundred"); break; default: System.out.println("default"); } }

编译后字节码：

0: bipush 10 // 加载常量10到操作数栈 2: istore_1 // 存储到局部变量i 3: iload_1 // 加载i的值 4: lookupswitch { // 使用lookupswitch指令 1: 28 // case 1 → 跳转到偏移28 10: 39 // case 10 → 跳转到偏移39 100: 50 // case 100 → 跳转到偏移50 default: 61 // 默认跳转到偏移61 } 字节码关键角度分析 break的作用

无break的fall-through：

若省略break，字节码中不会生成goto指令，导致执行完当前case后继续执行下一个case的代码。

示例：

switch (i) { case 1: System.out.println("one"); // 无break case 2: System.out.println("two"); break; } default处理

无论是否有显式的default，字节码中都会包含default分支。

若无显式default，default分支指向switch结束后的代码（即跳过所有case）。

字符串的switch-case Java 7+支持字符串的switch，但其底层实现会转换为哈希码比较。实际编译时会被转换为基于hashCode()的整型switch，再通过equals()方法二次验证。