使用switch case語句的Java編程實例

一、switch case語句的基本用法

Java中的switch case語句用於在多個可能的選項中進行選擇，其基本的結構如下：

switch (expression) {
    case value1:
        // statements
        break;
    case value2:
        // statements
        break;
    ...
    default:
        // statements
        break;
}

switch後面的(expression)是需要進行匹配的值，而value1,value2是可能的選項值，如果匹配上了選項值，那麼就執行相應的語句，如果沒有匹配上任何一個選項就會執行default後面的語句。break語句用於退出switch語句，確保只執行匹配選項後的語句。

下面是一個例子，演示使用switch case語句得到當前月份的名稱：

import java.util.Scanner;

public class MonthNameDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("請輸入一個月份的數字:");
        int monthNum = sc.nextInt();
        switch (monthNum) {
            case 1:
                System.out.println("一月");
                break;
            case 2:
                System.out.println("二月");
                break;
            case 3:
                System.out.println("三月");
                break;
            case 4:
                System.out.println("四月");
                break;
            case 5:
                System.out.println("五月");
                break;
            case 6:
                System.out.println("六月");
                break;
            case 7:
                System.out.println("七月");
                break;
            case 8:
                System.out.println("八月");
                break;
            case 9:
                System.out.println("九月");
                break;
            case 10:
                System.out.println("十月");
                break;
            case 11:
                System.out.println("十一月");
                break;
            case 12:
                System.out.println("十二月");
                break;
            default:
                System.out.println("輸入的月份無效！");
                break;
        }
    }
}

上述代碼中，用戶需要輸入一個1到12之間的數字，然後根據輸入的數字使用switch case語句得到相應月份的名稱。如果輸入的數字不在1到12之間，就輸出「輸入的月份無效！」。

二、switch case語句的常見應用

1. 字元串匹配

Java SE 7以上版本支持在switch語句中使用字元串，實現字元串的匹配。例如：

public class StringSwitchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "orange";
        int price = 0;
        switch (fruit) {
            case "apple":
                price = 10;
                break;
            case "pear":
                price = 8;
                break;
            case "orange":
                price = 6;
                break;
            default:
                price = 0;
                break;
        }
        System.out.println(fruit+"的價格是："+price);
    }
}

以上代碼演示了通過switch case語句，得到不同種類水果的價格。注意，fruit是字元串類型變數。

2. 枚舉類型匹配

當我們需要處理的數據都是已知的一組值時，枚舉類型會很有用。枚舉類型提供了更清晰的語義，使代碼更易讀，並且可以有效地使用switch語句處理。

下面是一個演示怎樣使用switch語句處理枚舉類型（Grade）的例子：

public class GradeEnumDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Grade grade = Grade.GOOD;
        switch (grade) {
            case EXCELLENT:
                System.out.println("A優秀");
                break;
            case GOOD:
                System.out.println("B良好");
                break;
            case FAIR:
                System.out.println("C及格");
                break;
            case POOR:
                System.out.println("D不及格");
                break;
            default:
                System.out.println("未評定");
                break;
        }
    }
}

enum Grade {
    EXCELLENT, GOOD, FAIR, POOR;
}

上述代碼中，枚舉類型Grade包括四個值：EXCELLENT, GOOD, FAIR, POOR。根據不同的枚舉值，使用switch case語句輸出相應的等級。Grade是通過enum定義實現的枚舉類型。

三、switch case語句的本質

Java SE規範中定義，switch語句由多個case分支和一個可選的default分支組成。case分支以及default分支本質上都是一個標籤（Label）。在Java中，標籤可以是任何字元或者字元串，並且以冒號結尾。

在程序執行過程中，當遇到一個標籤時，就會執行標籤後面的語句。換句話說，switch語句的本質是一個帶標籤的goto語句。標籤放在每個case分支和default分支前面，而跳轉語句（類似於goto）由Java編譯器自己負責編譯產生，這就使得我們的程序看起來更加的優雅，更易於理解。

四、switch case語句的缺點和使用限制

1. switch語句不支持浮點型和布爾型數據類型。

2. switch語句不能使用範圍，必須使用固定值，即case中只能使用常量或者final變數。

3. switch語句的預設分支應該放在最後，而不是中間或者最前面。

4. 如果在程序中需要嵌套很多的switch語句時，容易造成代碼難以讀懂也容易出錯。

5. Java SE 7以上版本支持在switch語句中使用字元串，但是這種方法不如使用if-else語句的效率高。

總結

本文介紹了Java中switch case語句的基礎用法和常見應用，比如字元串匹配和枚舉類型匹配。同時，也分析了switch case語句的本質以及使用時需要注意的限制。在Java的開發過程中，判斷語句是非常必要的，選擇switch case語句或者if-else語句要根據實際情況判斷，編寫優質可維護的代碼。