为什么 switch 的 case 没有 break 不行

前言

一个小姐姐拿着一个 switch 的选择题来问我。

之所以这么笃定地回答这个问题，并不是我知道其中原理，而是之前在一个群里，有人问了同类型的问题，我瞥了一眼记住了答案，所以才依葫芦画瓢。

小姐姐接着问我为什么，我说少个 break，但凡再问一句：为什么少个 break 结果就不一样，我就回答不出来了。所以，为了将尴尬扼杀于摇篮，还是研究一下 break 在 switch 的作用。

从字节码出发

按照惯例，先写 demo 表述问题。

 public static void main(String[] args) {    int i = 0;    switch (i) {        case 0:            System.out.println(0);        case 1:            System.out.println(1);        case 2:            System.out.println(2);  }

运行代码，结果如下：

*明明只匹配了 case 0，为什么 1 和 2 也执行了？ 很费解！按照惯用套路，看看字节码能不能给个答案。

javac 编译和 javap 查看：

tableswitch 和 lookupswitch 都用于 switch 条件跳转，前者用于 case 值连续，例如上面代码中的 0、1、2；后者用于 case 值不连续。

从字节码可以看出：switch 中的 case 条件和对应代码块是分开的。如上图，case 为 0 时，跳转到标号 28 代码处；为 1 时跳转到标号 35 代码处；为 2 时跳转到标号 43 代码处；default 则跳转到标号 49 代码处。

这不，答案就出来了，当 case 0 匹配了之后，直接跳转到标号 28 代码处开始执行，输出 0，然后策马奔腾，一路小下坡，顺序执行完后面所有代码，直到标号 49 return，方法完执行完成，程序结束。

如果按照正常的思维，是不是 case 0 匹配之后，跳到 28，执行完 28、31、32 输出 0 之后，就应该直接跳走，直接执行 49。那么，这个"跳走”用字节码应该怎么表示？

用 return？那不行，因为 return 会结束方法，这样 switch 后代码也无法执行。那怎么办嘞....

关于 goto

goto：无条件跳转，goto 1 表示跳转到标号 1 的代码处。

再写代码样例，这次在代码中给每个 case 都加上 break。

  public static void main(String[] args) {      int i = 0;      switch (i) {          case 0:              System.out.println(0);              break;          case 10:              System.out.println(1);              break;          case 2:              System.out.println(2);              break;      }      System.out.println("Hello World");  }

重新编译，再来看看字节码。

如图，与第一次的字节码相比，在标号 35、45 都有了 goto 指令。如果 case 0 匹配成功，则跳到标号 28 执行，执行完代码块对应的 31、32 指令之后，执行 35 的 goto 指令跳转到标号 55，这样就跳出了 switch 作用范围，case 1 和 2 也不会被执行。

等等，怎么少了一个 goto，在标号 55 的上方应该还有一个 goto 才对！其实这就涉及到了编译器优化技术，最后一个 goto 也是跳转到标号 55 的指令，但没有 goto 下一步也一样顺序执行此行指令，所以这个 goto 被编译器视为无用代码进行了消除。

switch 和 if 区别

先用 if 实现上面 switch 逻辑。

  public static void main(String[] args) {      int i = 0;      if (i == 0) {          System.out.println(0);      } else if (i == 1) {          System.out.println(1);      } else if (i == 2) {          System.out.println(2);      }  }

编译成字节码：

if_icmpne 用于比较两个 int 数。从字节码也可以看出 if 和 switch 的区别：if 条件和代码块的字节码是顺序的，switch 条件和代码块是分开的；if 自动生成 goto 指令，switch 只有加了 break 才生成 goto 指令。

结语

case 中的 break 告诉前端编译器：给每个 case 对应代码块的最后加上 goto。这样，执行完匹配上的代码之后，就可以略过后面的 case 代码块了。

果然，求(xiao)知(jie)欲(jie)才是学习新知识的动力。