Java仍然是目前比較流行的編程語(yǔ)言，它更短的發(fā)布節(jié)奏讓開(kāi)發(fā)者每六個(gè)月左右就可以試用新的語(yǔ)言或平臺(tái)功能，IntelliJ IDEA幫助我們更流暢地發(fā)現(xiàn)和使用這些新功能。

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在本文中，我們將只介紹Java 19的語(yǔ)言功能：記錄模式和switch模式匹配（第三版預(yù)覽），特意避開(kāi)其他Java 19功能，例如預(yù)覽API虛擬線程。IntelliJ IDEA支持虛擬線程的基本語(yǔ)法高亮顯示，官方團(tuán)隊(duì)正努力在調(diào)試器和分析器中添加對(duì)虛擬線程的支持。

記錄模式簡(jiǎn)化了對(duì)記錄組件的訪問(wèn)，比較記錄模式和記錄析構(gòu) – 當(dāng)實(shí)例與記錄結(jié)構(gòu)匹配時(shí)，將記錄組件的值提取到一組變量，它與 switch 和密封類(lèi)的模式匹配等其他語(yǔ)言功能結(jié)合使用時(shí)，效果十分驚人。

switch 的模式匹配將模式添加到 switch 語(yǔ)句和 switch 表達(dá)式中的 case 標(biāo)簽，可以與 switch 一起使用的選擇器表達(dá)式的類(lèi)型擴(kuò)展為任意引用值。 另外case 標(biāo)簽不再限于常量值，它還有助于將 if-else 語(yǔ)句鏈替換為 switch，提高代碼可讀性。 在這篇博文中，我們將介紹 switch 模式匹配第三版預(yù)覽中引入的更改。

先從為使用 Java 19 功能對(duì)IntelliJ IDEA 進(jìn)行配置開(kāi)始。

IntelliJ IDEA 配置

IntelliJ IDEA 2022.3 中提供了對(duì) Java 19 的支持，未來(lái)的 IntelliJ IDEA 版本將提供更多支持。 要通過(guò) Java 19 使用 switch 的模式匹配，先轉(zhuǎn)到 Project Settings | Project（項(xiàng)目設(shè)置 | 項(xiàng)目），將 Project SDK（項(xiàng)目 SDK）設(shè)為 19，然后將項(xiàng)目語(yǔ)言級(jí)別設(shè)置為 19 (Preview) – Record patterns, pattern matching for switch (third preview)：

開(kāi)發(fā)者可以使用系統(tǒng)上已經(jīng)下載的任意版本JDK，也可以點(diǎn)擊 Edit（編輯），然后選擇 Add SDK >（添加 SDK）、Download JDK…（下載 JDK…）來(lái)下載其他版本，可以從供應(yīng)商列表中選擇要下載的 JDK 版本。

在 Modules（模塊）選項(xiàng)卡上，確保為模塊選擇相同的語(yǔ)言級(jí)別 – 19 (Preview) – Record patterns, pattern matching for switch (third preview)：

選擇此選項(xiàng)后，可能會(huì)出現(xiàn)以下彈出窗口，通知您 IntelliJ IDEA 可能會(huì)在后續(xù)版本中停止對(duì) Java 預(yù)覽語(yǔ)言功能的支持。 因?yàn)轭A(yù)覽功能（暫且）不是永久性的，并且它可能在未來(lái)的 Java 版本中發(fā)生變化（甚至被移除）。

為什么需要記錄模式？

數(shù)據(jù)是大多數(shù)應(yīng)用程序的核心，通常開(kāi)發(fā)者使用的應(yīng)用程序可以查找數(shù)據(jù)，或者以幫助開(kāi)發(fā)者做出決策的方式處理數(shù)據(jù)。當(dāng)然如果應(yīng)用程序無(wú)法存儲(chǔ)、檢索或處理其數(shù)據(jù)，這是不可行的。

在最近的一個(gè) Java 版本（第 16 版）中，記錄被添加到 Java 語(yǔ)言中，讓開(kāi)發(fā)者可以輕松處理數(shù)據(jù)。 記錄大幅簡(jiǎn)化了對(duì)不可變數(shù)據(jù)建模的方式，它們充當(dāng)數(shù)據(jù)的透明載體或包裝器，只需使用一行代碼，就可以定義一條記錄及其組件。

例如，以下單行代碼會(huì)創(chuàng)建一條新記錄 Person，后者可以存儲(chǔ)其組件 name 的字符串值和 age 的整數(shù)值：

record Person (String name, int age) { }

記錄讓開(kāi)發(fā)者不必些示例代碼，記錄會(huì)隱式生成其構(gòu)造函數(shù)的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)、其組件的訪問(wèn)器方法，以及 toString、equals 和 hashCode 等效用函數(shù)方法。 使用記錄作為數(shù)據(jù)的包裝器時(shí)，您很可能需要將其展開(kāi)來(lái)訪問(wèn)其組件。 例如，對(duì)于記錄 Person 的實(shí)例，可能想要檢查其年齡組件以確定它所代表的人是否有資格投票，isEligibleToVote 這樣的方法可以完成這個(gè)操作：

boolean isEligibleToVote(Object obj) {
if (obj instanceof Person person) {
return person.age() >= 18;
}
return false;
}

前面的示例使用了 instanceof 的模式匹配，它聲明了一個(gè)模式變量 person，因此您不需要?jiǎng)?chuàng)建局部變量來(lái)將 obj 轉(zhuǎn)換為 Person。

 記錄模式更進(jìn)一步。 它不僅將實(shí)例與記錄類(lèi)型 Person 比較，還聲明了記錄組件的變量，因此無(wú)需定義局部變量或使用模式變量來(lái)訪問(wèn)記錄的組件，這都要?dú)w功于編譯器知道記錄組件的確切數(shù)量和類(lèi)型。

使用記錄模式重寫(xiě)前面的方法，將記錄類(lèi)型與 instanceof 運(yùn)算符配合使用或在 switch case 標(biāo)簽中使用時(shí)，IntelliJ IDEA可以檢測(cè)到它并建議使用記錄模式：

這是修改后的代碼：

boolean isEligibleToVote(Object obj) {
if (obj instanceof Person(String name, int age)) {
return age >= 18;
}
return false;
}

在前面的代碼中，記錄模式 Person(String name, int age) 似乎允許使用變量 age 代替 person.age()。 然而繼續(xù)閱讀，將了解記錄模式能夠簡(jiǎn)化代碼的意圖，還有助于創(chuàng)建簡(jiǎn)潔的數(shù)據(jù)處理代碼。

命名記錄模式

記錄模式后面可以跟隨一個(gè)記錄模式變量，這種情況下，記錄模式被稱(chēng)為命名記錄模式（雖然沒(méi)有得到確認(rèn)，但 Java 20 的記錄模式的第二版預(yù)覽可能會(huì)放棄對(duì)命名記錄模式的支持）。

記錄模式還可以為其組件定義模式變量，用命名記錄模式并嘗試使用記錄模式變量訪問(wèn)其組件時(shí)，IntelliJ IDEA 會(huì)提示您為其組件使用模式變量，將看到此類(lèi)代碼以黃色背景高亮顯示，可以使用 Alt+Enter 查看建議，并接受修改代碼的建議：

記錄模式和 null

我們回顧一下上一部分中的 isEligibleToVote 方法示例，如果將 null 值傳遞給以下方法會(huì)發(fā)生什么：

boolean isEligibleToVote(Object obj) {
if (obj instanceof Person(String name, int age)) {
return age >= 18;
}
return false;
}

由于 null 不是記錄模式 Person(String name, int age) 的實(shí)例，instanceof 運(yùn)算符返回 false，并且模式變量 name 和 age 未初始化。這很方便，因?yàn)橛涗浤Ｊ綍?huì)處理null，開(kāi)發(fā)者不需要定義非 null 檢查。

但是如果組件 name 的值為 null，則模式將被匹配。

嵌套記錄模式 – 簡(jiǎn)潔的代碼和明確的意圖

將另一條記錄定義為其組件的記錄相當(dāng)常見(jiàn)，例如：

record Name (String fName, String lName) { }
record PhoneNumber(String areaCode, String number) { }
record Country (String countryCode, String countryName) { }
record Passenger (Name name,
PhoneNumber phoneNumber,
Country from,
Country destination) { }

如果沒(méi)有可以檢查 null 組件值的記錄模式，您將需要幾個(gè) null 檢查運(yùn)算來(lái)處理記錄 Passenger 的 fName 和 countryCode 的組件值，如下所示：

boolean checkFirstNameAndCountryCode (Object obj) {
if (obj != null) {
if (obj instanceof Passenger passenger) {
Name name = null;
Country destination = null;

if (passenger.name() != null) {
name = passenger.name();

if (passenger.destination() != null) {
destination = passenger.destination();

String fName = name.fName();
String countryCode = destination.countryCode();

if (fName != null && countryCode != null) {
return fName.startsWith("Simo") &&
countryCode.equals("PRG");
}
}
}
}
}
return false;
}

同樣的行為可以通過(guò)嵌套記錄模式實(shí)現(xiàn)，這也將使代碼的意圖更加清晰。 如果記錄組件 name 和 destination 為 null，instanceof 檢查將失敗：

boolean checkFirstNameAndCountryCodeAgain (Object obj) {
if (obj instanceof Passenger(Name (String fName, String lName),
PhoneNumber phoneNumber,
Country from,
Country (String countryCode, String countryName) )) {

if (fName != null && countryCode != null) {
return fName.startsWith("Simo") && countryCode.equals("PRG");
}
}
return false;
}

如前面的示例代碼所示，開(kāi)發(fā)者可以有選擇地添加主記錄組件的記錄模式。 例如前面的示例沒(méi)有為組件 from 使用記錄模式，但它為主記錄 Passenger 的記錄組件目標(biāo)使用記錄模式。 簡(jiǎn)而言之，定義記錄模式時(shí)，開(kāi)發(fā)者可以控制要提取到模式變量的詳細(xì)信息，這一功能非常適合數(shù)據(jù)處理密集型應(yīng)用程序。

將var與記錄模式一起使用

來(lái)回顧一下前面示例中的方法 checkFirstNameAndCountryCodeAgain，并將一些模式變量的類(lèi)型定義為 var：

boolean checkFirstNameAndCountryCodeAgain (Object obj) {
if (obj instanceof Passenger(Name (String fName, var lName),
var phoneNumber,
Country from,
Country (var countryCode, String countryName) )) {

if (fName != null && countryCode != null) {
return fName.startsWith("Simo") && countryCode.equals("PRG");
}
}
return false;
}

開(kāi)發(fā)者可以將部分或全部模式變量的類(lèi)型定義為var，如果您好奇它們的類(lèi)型，IntelliJ IDEA 可以顯示：

記錄模式和泛型

如果記錄是泛型，則其記錄模式必須使用泛型類(lèi)型。 例如假設(shè)類(lèi) WristWatch 和泛型記錄 Gift 的定義如下：

class WristWatch {}
record Gift<T>(T t) {}

開(kāi)發(fā)者可以使用以下方法解開(kāi)記錄 Gift 的實(shí)例，可以使用 var 或 WristWatch 作為模式變量 watch 的類(lèi)型：

void unwrap(Gift<WristWatch> obj) {
if (obj instanceof Gift<WristWatch> (var watch)) {
System.out.println(watch);
}
}

但是，以下代碼將不起作用：

static void cannotUnwap(Gift<object> obj) {
if (obj instanceof Gift(var s)) { // won’t compile
//..
}
}

下一部分使用記錄模式和 switch 表達(dá)式創(chuàng)建強(qiáng)大的遞歸方法。

記錄模式、switch 表達(dá)式和密封類(lèi)

結(jié)合記錄模式、switch 表達(dá)式和密封類(lèi)，開(kāi)發(fā)者可以創(chuàng)建功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)潔且富有表現(xiàn)力的代碼來(lái)處理數(shù)據(jù)。 這是密封接口 TwoDimensional 的示例，它由記錄 Point、Line、Triangle 和 Square 實(shí)現(xiàn)：

sealed interface TwoDimensional {}
record Point (int x, int y) implements TwoDimensional { }
record Line ( Point start,
Point end) implements TwoDimensional { }
record Triangle( Point pointA,
Point pointB,
Point PointC) implements TwoDimensional { }
record Square ( Point pointA,
Point pointB,
Point PointC,
Point pointD) implements TwoDimensional { }

下面的方法定義了一個(gè)遞歸方法進(jìn)程，它使用 switch 構(gòu)造返回二維圖形（如 Line、Triangle 或 Square）中所有點(diǎn)的 x 和 y 坐標(biāo)之和：

static int process(TwoDimensional twoDim) {
return switch (twoDim) {
case Point(int x, int y) -> x + y;
case Line(Point a, Point b) -> process(a) + process(b);
case Triangle(Point a, Point b, Point c) ->
process(a) + process(b) + process(c);
case Square(Point a, Point b, Point c, Point d) ->
process(a) + process(b) + process(c) + process(d);
};
}

IntelliJ IDEA 還會(huì)在此方法的間距中顯示遞歸調(diào)用圖標(biāo)：