概述

  1. Java 模式匹配是一个新型的、而且还在持续快速演进的领域
  2. 类型匹配是模式匹配的一个规范，在 JDK 16 正式发布
  3. 一个模式是匹配谓词和匹配变量的组合
    • 匹配谓词用来确定模式和目标是否匹配
    • 在模式和目标匹配的情况下，匹配变量是从匹配目标里提取出来的一个或者多个变量
  4. 对于类型匹配来说，匹配谓词用来指定模式的数据类型，而匹配变量就是属于该类型的数据变量
    • 对于类型匹配来说，匹配变量只有一个

模式

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static boolean isSquare(Shape shape) {
    if (shape instanceof Rectangle) {
        Rectangle rect = (Rectangle) shape;
        return (rect.length == rect.width);
    }

    return (shape instanceof Square);
}

模式拆分 - 类型判断 + 类型转换 - 增加出错概率

  1. 类型判断语句 - 匹配谓词
  2. 类型转换语句
  3. 声明一个新的本地变量，即匹配变量，来承载转换后的数据

类型匹配

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if (shape instanceof Rectangle rect) {
    return (rect.length == rect.width);
}

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使用类型匹配的代码，只有匹配谓词和本地变量两部分，并且在同一个语句里

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  1. 如果目标变量是一个长方形的实例，那么这个目标变量就会被赋值给一个本地的长方形变量，即匹配变量，否则不会被赋值
  2. Java 编译器不允许使用没有赋值的匹配变量

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使用匹配变量的条件语句 else 分支并没有声明这个匹配变量 - 作用域 - 类型匹配的关键

匹配变量的作用域

只有明确匹配，才能使用

  1. 匹配变量的作用域，就是目标变量可以被确认匹配的范围
    • 如果在一个范围内，无法确认目标变量是否被匹配，或者目标变量不能被匹配，都不能使用目标变量
  2. 编译器角度 - 在一个范围里，如果编译器能够确定匹配变量已经被赋值，那么它就可以在这个范围内使用
    • 如果编译器无法确定匹配变量是否被赋值，或者确定没有被赋值，那么它就不能在这个范围内使用

Case 1

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public static boolean isSquare(Shape shape) {
  if (shape instanceof Rectangle rectangle) {
    // rectangle is in scope
    return rectangle.length == rectangle.width;
  }

  // rectangle is out of scope
  return shape instanceof Square;
}

Case 2

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public static boolean isSquare(Shape shape) {
  if (!(shape instanceof Rectangle rectangle)) {
    // rectangle is out of scope
    return shape instanceof Square;
  }
  // rectangle is in scope
  return rectangle.length == rectangle.width;
}

Case 3

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public static boolean isSquare(Shape shape) {
  return shape instanceof Square
      || shape instanceof Rectangle rectangle && rectangle.length == rectangle.width;
}

Case 4

类型不匹配，才能进行下一步运算，即编译器明确知道匹配变量没有被赋值

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Case 5

& 运算符两侧的表达式都要参与计算 - 无论左侧的类型匹配与否，右侧的匹配变量都要使用 - 违反了匹配变量的作用域原则 - 编译器无法确认匹配变量是否被赋值

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Case 6

  1. 定义了一个静态变量，它和匹配变量同名
  2. 在匹配变量的作用域内，除非特殊处理，否则这个静态变量就被遮掩住了 - 影子变量 - Shadowed Variable

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性能提升

20%

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Benchmark                 Mode  Cnt          Score          Error  Units
PatternBench.useCast     thrpt   15  263559326.599 ± 78815341.366  ops/s
PatternBench.usePattern  thrpt   15  313458467.044 ±  2666412.767  ops/s