实践 Java Pattern Matching for instanceof：简化类型判断与强制转换。

Java Pattern Matching for `instanceof`: 类型判断的甜蜜糖衣与代码的优雅舞蹈

各位观众，各位朋友，欢迎来到今天的“码农脱口秀”！我是你们的老朋友，代码界的段子手，Bug的终结者——程序猿老王！今天我们要聊点啥呢？聊聊Java这门老牌语言里，最近几年加入的一个小清新功能：Pattern Matching for instanceof。

啥？instanceof？这玩意儿谁不会啊！老王，你是不是要水文章骗稿费啊？

哎，别急着扔臭鸡蛋嘛！各位扪心自问，你真的能优雅地使用 instanceof 吗？你是不是经常写出下面这种让人看了想挠墙的代码？

Object obj = getSomething();

if (obj instanceof String) {
    String str = (String) obj; // 类型转换！熟悉的味道！
    System.out.println("这是一个字符串，长度是：" + str.length());
} else if (obj instanceof Integer) {
    Integer num = (Integer) obj; // 又来一次类型转换！
    System.out.println("这是一个整数，值是：" + num);
} else if (obj instanceof List) {
    List<?> list = (List<?>) obj; // 还是类型转换！
    System.out.println("这是一个列表，元素个数是：" + list.size());
} else {
    System.out.println("我也不知道这是个啥！");
}

看完这段代码，是不是感觉回到了Java 1.0时代？代码重复，冗长，而且一不小心还可能抛出 ClassCastException。简直是代码界的“老太太的裹脚布——又臭又长”！

但是！各位观众，时代变了！ Java 16引入的Pattern Matching for instanceof，就像给老太太的裹脚布上撒了香水，让我们的代码瞬间变得优雅起来！

什么是 Pattern Matching for instanceof？

简单来说，它就是 instanceof 的一个升级版，可以在类型判断的同时，直接将对象转换为目标类型，并绑定到一个新的变量上。就像一个魔法师，挥一挥魔杖，就把对象变成了我们需要的样子！

语法糖果的甜蜜滋味

让我们用Pattern Matching for instanceof 重写上面的代码：

Object obj = getSomething();

if (obj instanceof String str) { // 类型判断 + 类型转换 + 变量绑定！ 一气呵成！
    System.out.println("这是一个字符串，长度是：" + str.length());
} else if (obj instanceof Integer num) {
    System.out.println("这是一个整数，值是：" + num);
} else if (obj instanceof List<?> list) {
    System.out.println("这是一个列表，元素个数是：" + list.size());
} else {
    System.out.println("我也不知道这是个啥！");
}

怎么样？是不是感觉代码清爽了很多？就像炎炎夏日里的一杯冰镇可乐，让人神清气爽！

Pattern Matching的优点，闪闪惹人爱

代码简洁： 减少了重复的类型转换代码，让代码更加简洁易懂。
类型安全： 避免了手动类型转换可能导致的 ClassCastException，提高了代码的安全性。
可读性强： 将类型判断和类型转换合并到一起，让代码的逻辑更加清晰明了。
减少代码重复： 避免了多次重复的类型转换，提高了代码的复用性。

Pattern Matching的适用场景，总有一款适合你

Pattern Matching for instanceof 非常适合处理以下场景：

处理异构集合： 当你有一个 Object 类型的集合，需要根据元素的类型进行不同的处理时。
实现 equals() 方法： 在实现 equals() 方法时，需要先判断对象的类型是否相同。
处理返回值类型不确定的方法： 当一个方法可能返回多种类型的值时。
访问密封类和接口（Sealed Classes and Interfaces）： 这是 Pattern Matching 的一个非常重要的应用场景，我们稍后会详细讲解。

Pattern Matching 的注意事项，务必牢记心中

虽然 Pattern Matching 很好用，但也有一些需要注意的地方：

变量的作用域： Pattern Matching 中声明的变量的作用域仅限于 if 语句块内。出了这个范围，你就找不到它了！

Object obj = getSomething();

if (obj instanceof String str) {
    System.out.println("这是一个字符串，长度是：" + str.length());
}

// 这里无法访问 str 变量！
// System.out.println(str); // 编译错误！

变量的初始化： 在 if 语句块内，Pattern Matching 声明的变量必须被初始化。否则，编译器会报错。

Object obj = getSomething();

if (obj instanceof String str) {
    // str = null; // 这里不能将 str 设置为 null，否则编译会报错!
    System.out.println("这是一个字符串，长度是：" + str.length());
}

复杂的逻辑判断： 如果 if 语句中包含复杂的逻辑判断，可能会降低代码的可读性。建议将复杂的逻辑判断提取到单独的方法中。
避免过度使用： Pattern Matching 虽好，但也不要过度使用。在一些简单的类型判断场景下，传统的 instanceof 方式可能更加简洁明了。

Pattern Matching 与 Sealed Classes and Interfaces：天作之合，珠联璧合

Java 17 引入的 Sealed Classes and Interfaces（密封类和接口）与 Pattern Matching 可以说是天作之合！它们可以一起构建更加安全、可靠的代码。

什么是 Sealed Classes and Interfaces？

简单来说，Sealed Classes and Interfaces 限制了哪些类可以继承或实现它们。就像给类和接口加上了一道“封印”，只有被允许的类才能继承或实现它们。

Sealed Classes and Interfaces 的好处

控制继承关系： 可以精确地控制哪些类可以继承或实现一个类或接口。
提高代码安全性： 避免了意外的子类或实现类，提高了代码的安全性。
编译器优化： 编译器可以根据 Sealed Classes and Interfaces 的信息进行优化，提高代码的性能。

Pattern Matching 如何与 Sealed Classes and Interfaces 配合使用？

当使用 Pattern Matching 处理 Sealed Classes and Interfaces 时，编译器可以进行更加精确的类型推断，从而避免一些不必要的类型判断。

举个例子，假设我们有一个 Sealed Interface Shape，它有两个实现类 Circle 和 Rectangle：

sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {}

final class Circle implements Shape {
    double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
}

final class Rectangle implements Shape {
    double width;
    double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
}

我们可以使用 Pattern Matching 来处理 Shape 类型的对象：

Shape shape = getShape();

switch (shape) {
    case Circle c -> System.out.println("这是一个圆形，半径是：" + c.radius);
    case Rectangle r -> System.out.println("这是一个矩形，宽度是：" + r.width + "，高度是：" + r.height);
}

在这个例子中，由于 Shape 是一个 Sealed Interface，编译器知道只有 Circle 和 Rectangle 才能实现它。因此，编译器可以进行更加精确的类型推断，并确保我们处理了所有可能的类型。

更进一步： Exhaustive Switch

如果你的IDE足够智能（例如，使用了最新的IntelliJ IDEA），并且你开启了相关的编译选项，那么对于 Sealed Classes 和 Interfaces 的 Pattern Matching switch 语句，编译器甚至可以检查你的 switch 语句是否 exhaustive (穷尽的)。也就是说，编译器会告诉你是否遗漏了某个可能的情况！举个例子：

sealed interface Vehicle permits Car, Truck, Bicycle {}
final class Car implements Vehicle {}
final class Truck implements Vehicle {}
final class Bicycle implements Vehicle {}

Vehicle myVehicle = getVehicle();

switch (myVehicle) {
    case Car c -> System.out.println("It's a car!");
    case Truck t -> System.out.println("It's a truck!");
    // Missing: Bicycle
}

在这个例子中，编译器会发出警告，提示我们缺少了 Bicycle 的处理情况。这大大提高了代码的健壮性！

表格总结：Pattern Matching for instanceof 的精华

特性	优点	注意事项	适用场景
类型判断 + 类型转换 + 变量绑定	代码简洁，类型安全，可读性强，减少代码重复	变量的作用域仅限于 `if` 语句块内；变量必须被初始化；避免复杂的逻辑判断；避免过度使用	处理异构集合；实现 `equals()` 方法；处理返回值类型不确定的方法；访问密封类和接口
与 Sealed Classes 配合	编译器可以进行更加精确的类型推断，避免不必要的类型判断；可以实现 exhaustive switch，提高代码健壮性	需要理解 Sealed Classes 的概念；需要编译器支持 (例如 Java 17+)；需要开启相应的编译选项	需要对一组有限的类型进行处理，并且这些类型之间的继承关系是固定的

总结：代码的艺术，优雅的进化

Pattern Matching for instanceof 是 Java 语言进化道路上的一颗闪耀的星星。它不仅简化了代码，提高了可读性，还增强了代码的安全性。配合 Sealed Classes and Interfaces 使用，更是能发挥出强大的威力！

各位观众，让我们一起拥抱 Pattern Matching，让我们的代码在类型判断的舞台上，跳出更加优雅的舞蹈！告别冗长的类型转换，拥抱简洁的代码之美！

最后，祝大家编程愉快，Bug 远离！我们下期再见！记得点赞关注哦！ 😉

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