Switch Case em Java - Atenção entre versões

A Evolução do `switch` em Java

A declaração switch em Java tem sido uma ferramenta fundamental para o controle de fluxo, permitindo que os desenvolvedores executem diferentes blocos de código com base no valor de uma variável. No entanto, o switch não é estático; ele passou por uma notável evolução ao longo das versões do Java, tornando-se cada vez mais poderoso, conciso e menos propenso a erros. Este artigo explora essa jornada, destacando as principais adições e transformações.

O `switch` Tradicional: A Base Sólida (Java 7 e Anteriores)

Por muitos anos, o switch em Java era relativamente limitado em relação aos tipos de dados que podia manipular. Antes do Java 7, ele funcionava exclusivamente com tipos primitivos integrais: byte, short, char, int, e seus wrappers, além de tipos enum.

A principal característica do switch tradicional era a necessidade explícita da declaração break ao final de cada case. Sem ela, ocorreria o temido "fall-through", onde a execução continuaria para o próximo case, independentemente de sua correspondência.

Características Chave:

Tipos Suportados: byte, short, char, int, e enum.
break Obrigatório: Essencial para evitar o "fall-through".
default Opcional: Captura valores não correspondentes aos cases.

Exemplo de Código:

Java

public class SwitchTradicional {
  public static void main(String[] args) {
      int mes = 3; // Março
      String nomeDoMes;

      switch (mes) {
          case 1:
              nomeDoMes = "Janeiro";
              break;
          case 2:
              nomeDoMes = "Fevereiro";
              break;
          case 3:
              nomeDoMes = "Março";
              break;
          case 4:
              nomeDoMes = "Abril";
              break;
          default:
              nomeDoMes = "Mês inválido ou não coberto";
              break;
      }
      System.out.println("Mês (Tradicional): " + nomeDoMes);
  }
}

No Java 7, a capacidade de usar enums com a declaração switch já estava presente, tornando o código mais legível e seguro para lidar com conjuntos fixos de constantes.

`switch` com `enum` em Java 7

Quando você tem um conjunto predefinido de valores, como os dias da semana, os meses do ano ou os status de um pedido, um enum é a escolha perfeita. Usar um enum em um switch não só torna o código mais expressivo, mas também aproveita a segurança de tipo do Java, pois o compilador pode verificar se você cobriu todos os possíveis valores do enum (embora não seja uma exigência estrita antes do Pattern Matching, é uma boa prática).

Características Principais:

Legibilidade: O código fica mais fácil de entender ao usar nomes significativos de enum.
Segurança de Tipo: O compilador pode ajudar a identificar casos não tratados.
Performance: Geralmente eficiente para múltiplas verificações de valores.

Exemplo de Código:

Vamos criar um enum para representar os níveis de prioridade e então usá-lo em um switch.

Java

public class SwitchComEnum {

  // Define um enum para os níveis de prioridade
  public enum Prioridade {
      BAIXA, MEDIA, ALTA, URGENTE
  }

  public static void main(String[] args) {
      Prioridade tarefaPrioridade = Prioridade.ALTA;
      String mensagem;

      switch (tarefaPrioridade) {
          case BAIXA:
              mensagem = "Esta é uma tarefa de baixa prioridade. Pode ser feita quando houver tempo.";
              break;
          case MEDIA:
              mensagem = "Esta é uma tarefa de prioridade média. Deve ser feita em breve.";
              break;
          case ALTA:
              mensagem = "Esta é uma tarefa de alta prioridade! Requer atenção imediata.";
              break;
          case URGENTE:
              mensagem = "Esta é uma tarefa URGENTE! Pare o que estiver fazendo e resolva!";
              break;
          default:
              mensagem = "Prioridade desconhecida.";
              break;
      }

      System.out.println("Status da Tarefa: " + mensagem);
  }
}

Neste exemplo, o enum Prioridade define um conjunto fechado de possíveis prioridades. O switch então compara o valor da variável tarefaPrioridade (que é do tipo Prioridade) com os valores definidos no enum, executando o bloco de código correspondente. Observe que, ao usar enums no switch, você não precisa qualificar o valor do enum com o nome da classe (Prioridade.BAIXA), basta usar o nome da constante (BAIXA).

O Salto para Strings: Mais Flexibilidade (Java 7)

Uma das adições mais aguardadas e impactantes veio com o Java 7: a capacidade de usar Strings nas declarações switch. Antes disso, desenvolvedores frequentemente recorriam a longas cadeias de if-else if para comparar valores de string, o que podia ser tedioso e propenso a erros.

Com esta atualização, o switch tornou-se uma opção muito mais limpa e legível para lidar com múltiplas condições baseadas em strings. É importante notar que as comparações de string são case-sensitive e que passar um null para o switch ainda resultaria em uma NullPointerException.

Características Chave Adicionadas:

Suporte a String: A principal novidade, permitindo alternar valores textuais.

Exemplo de Código:

Java

public class SwitchComString {
  public static void main(String[] args) {
      String comando = "iniciar";
      String acao;

      switch (comando) {
          case "iniciar":
              acao = "O sistema está sendo iniciado.";
              break;
          case "parar":
              acao = "O sistema será parado.";
              break;
          case "reiniciar":
              acao = "Reiniciando o sistema.";
              break;
          default:
              acao = "Comando desconhecido.";
              break;
      }
      System.out.println("Ação (com String): " + acao);
  }
}

Expressões `switch`: Um Novo Paradigma (Java 14)

A verdadeira revolução para o switch veio com o Java 14, que padronizou as Expressões switch (anteriormente um recurso de pré-visualização no Java 12 e 13). Esta mudança transformou o switch de uma declaração (que realiza uma ação) para uma expressão (que produz um valor).

A sintaxe introduz o operador -> (seta), que automaticamente previne o "fall-through", eliminando a necessidade de break. Para casos mais complexos que exigem várias declarações, você pode usar um bloco {} e a palavra-chave yield para retornar o valor desejado. Além disso, as expressões switch são exaustivas, exigindo que todos os casos possíveis sejam cobertos (via case explícito ou default).

Características Chave Adicionadas:

Retorno de Valor: O switch pode agora retornar um valor diretamente.
Operador >: Elimina a necessidade de break e previne o fall-through.
yield: Usado em blocos case para retornar um valor.
Exaustividade: Garante que todos os caminhos de execução sejam tratados.

Exemplo de Código:

Java

public class ExpressaoSwitch {
  public static void main(String[] args) {
      int nivel = 2;
      String descricaoNivel = switch (nivel) {
          case 1 -> "Nível Básico"; // Sintaxe concisa com '->'
          case 2, 3 -> { // Múltiplos rótulos e bloco de código
              System.out.println("Processando níveis intermediários...");
              yield "Nível Intermediário"; // Retorna o valor
          }
          case 4, 5 -> "Nível Avançado";
          default -> "Nível Indefinido"; // O 'default' é muitas vezes obrigatório para exaustividade
      };
      System.out.println("Descrição do Nível (Expressão Switch): " + descricaoNivel);
  }
}

Pattern Matching para `switch`: O Poder da Desconstrução (Java 21 - Padrão)

A mais recente e talvez a mais poderosa evolução do switch é o Pattern Matching para switch, que se tornou um recurso padrão no Java 21 (após pré-visualizações no Java 17, 18, 19 e 20). Esta funcionalidade permite não apenas alternar com base no tipo de um objeto, mas também "desconstruir" esse objeto para extrair seus componentes, e vincular variáveis diretamente no case.

Isso simplifica drasticamente o código que antes exigia encadeamentos de if-instanceof-cast. Agora, você pode verificar o tipo, extrair dados e adicionar condições (when) tudo em uma única linha do case. Além disso, há tratamento explícito para o null, tornando o código ainda mais seguro.

Características Chave Adicionadas:

Padrões de Tipo: O case pode agora verificar o tipo de um objeto e criar uma variável de um tipo específico.
Cláusula when (Padrões Guardados): Permite adicionar condições adicionais a um case baseado em tipo.
case null: Permite lidar explicitamente com valores null sem lançar NullPointerException.
Exaustividade Aprimorada: O compilador ajuda a garantir que todos os tipos possíveis (ou subconjuntos relevantes) sejam cobertos.

Exemplo de Código:

Java

public class SwitchComPatternMatching {

  interface Notificacao {}
  record Email(String destinatario, String assunto, String corpo) implements Notificacao {}
  record SMS(String numero, String mensagem) implements Notificacao {}
  record Push(String dispositivoId, String titulo) implements Notificacao {}

  public static void main(String[] args) {
      Notificacao n1 = new Email("contato@example.com", "Oferta", "Grande promoção!");
      Notificacao n2 = new SMS("99999-8888", "Seu pedido foi enviado.");
      Object obj = "uma string simples";
      Object objNulo = null;

      String resultado1 = switch (n1) {
          case Email e -> "Email para " + e.destinatario() + " com assunto: " + e.assunto();
          case SMS s -> "SMS para " + s.numero() + ": " + s.mensagem();
          case Push p -> "Notificação Push para " + p.dispositivoId();
          // Nenhuma cláusula default necessária aqui se todos os tipos de Notificacao forem cobertos
      };
      System.out.println("Processando Notificação (Pattern Matching): " + resultado1);

      String resultado2 = switch (obj) {
          case Integer i -> "Recebi um número inteiro: " + i;
          case String s when s.length() > 10 -> "Recebi uma string longa: " + s; // Padrão guardado
          case String s -> "Recebi uma string curta: " + s;
          case null -> "O objeto é nulo!"; // Tratamento explícito para null
          default -> "Recebi um tipo desconhecido de objeto.";
      };
      System.out.println("Processando Objeto (Pattern Matching): " + resultado2);

      String resultado3 = switch (objNulo) {
          case String s -> "Isto é uma string: " + s;
          case Integer i -> "Isto é um inteiro: " + i;
          case null -> "Valor nulo explicitamente tratado.";
          default -> "Outro tipo, ou nulo se não houvesse case para nulo.";
      };
      System.out.println("Processando Objeto Nulo (Pattern Matching): " + resultado3);
  }
}

Conclusão

A jornada do switch em Java é um testemunho do compromisso da linguagem com a evolução e a melhoria contínua da produtividade do desenvolvedor. De uma ferramenta básica e por vezes "frágil" (devido ao fall-through), ele se transformou em uma expressão versátil e poderosa, capaz de lidar com cenários complexos de forma concisa e segura.

Ao escrever código Java moderno, especialmente com as versões mais recentes, é altamente recomendável adotar as Expressões switch e o Pattern Matching para switch. Eles não apenas tornam o código mais legível e elegante, mas também reduzem a chance de erros, elevando a qualidade e a manutenibilidade das suas aplicações.

Essa evolução demonstra como o Java continua a se adaptar, fornecendo ferramentas mais robustas para os desafios de programação atuais.

Fonte

1. `switch` Tradicional (com `int`, `enum`) e `switch` com `String` (Java 7)

As especificações para o switch que opera com tipos primitivos (como int, char, byte, short), enums e, a partir do Java 7, Strings, podem ser encontradas no capítulo sobre "Statements" (Declarações) da JLS da versão correspondente.

Java SE 7 (JLS 7):
Capítulo 14.11. The switch Statement: Este capítulo detalha a sintaxe e a semântica do switch statement, incluindo o comportamento de "fall-through" e a necessidade do break. A adição de String no switch foi um refinamento a essa seção.
Link: Você pode encontrar a JLS 7 aqui: The Java® Language Specification, Java SE 7 Edition
Específicamente para enum: A capacidade de usar enums em switch statements é inerente ao tipo enum em si, que pode ser convertido para um int ordinal internamente pelo compilador para fins de switch. A JLS 7 (e anteriores) aborda a validade dos tipos no seletor do switch.

2. Expressões `switch` (Java 14)

As Expressões switch foram introduzidas como um "preview feature" no Java 12 e 13, e padronizadas no Java 14. A especificação principal para essa mudança é descrita em uma JEP (Java Enhancement Proposal) e refletida nas seções da JLS que tratam de expressões e declarações.

JEP 361: Switch Expressions (Standard): Esta JEP detalha a motivação, o design e as mudanças na linguagem para introduzir as expressões switch e a nova sintaxe case L ->.
Link da JEP: JEP 361: Switch Expressions (Standard)
Java Language Specification (JLS) para Java 14 (ou posterior): As alterações foram integradas ao capítulo sobre "Expressions" (Expressões) e "Statements" (Declarações).
Capítulo 15.28. Switch Expressions: Detalha a sintaxe e semântica das expressões switch.
Capítulo 14.11. The switch Statement: Esta seção foi atualizada para incluir as novas "switch rules" (case L ->) que também podem ser usadas em switch statements (embora não retornem um valor).
Link (JLS 14 ou posterior): Você pode consultar a JLS mais recente, que inclui essas especificações: The Java® Language Specification (última versão) (procure pelas seções 14.11 e 15.28 e as referências a switch rules e switch expressions).

3. Pattern Matching para `switch` (Java 21 - Padrão)

O Pattern Matching para switch passou por várias fases de "preview" (Java 17, 18, 19, 20) antes de ser padronizado no Java 21. A especificação detalhada também é encontrada em uma JEP e, posteriormente, na JLS.

JEP 441: Pattern Matching for switch (Standard): Esta JEP descreve a capacidade de usar padrões nos rótulos case, a cláusula when, e o tratamento explícito para null.
Link da JEP: JEP 441: Pattern Matching for switch (Standard)
Java Language Specification (JLS) para Java 21: As regras de Pattern Matching para switch estão integradas no capítulo de "Blocks, Statements, and Patterns".
Capítulo 14.11. The switch Statement (e subseções): Esta seção foi significativamente expandida para cobrir case labels com padrões de tipo (case Type t), padrões guardados (when), e o case null.
Link (JLS 21): The Java® Language Specification, Java SE 21 Edition (procure por "Pattern Matching for switch" e "case patterns").

4. Repositório do Git:

Link do respositório no github (https://github.com/eps364/exec-java-switch)

Switch Case em Java - Atenção entre versões