JEP 305: InstanceOf

JEP 305: instanceof的模式匹配 (预览)

305: Pattern Matching for instanceof (Preview)

引入

JEP 305新增了使instanceof运算符具有模式匹配的能力。模式匹配能够使程序的通用逻辑更加简洁，代码更加简单，同时在做类型判断和类型转换的时候也更加安全，接下来我们来详细讲解一下。

设计初衷

几乎每个程序员都见过如下代码，在包含判断表达式是否具有某种类型的逻辑时，程序会对不同类型进行不同的处理。我么来看一下熟悉的instanceof-and-cast用法：

这段程序做了3件事：

先判断obj的真实数据类型
判断成立后进行了强制类型转换（将对象obj强制类型转换为String）
声明一个新的本地变量str，指向上面的obj

这种模式的逻辑并不复杂，并且几乎所有Java程序员都可以理解。但是出于以下原因，上述做法并不是最理想的：

语法臃肿乏味
同时执行类型检测校验和类型转换。
String类型在程序中出现了3次，但是最终要的可能只是一个字符串类型的对象变量而已。
重复的代码过多，冗余度较高。

JDK 14提供了新的解决方案：新的instanceof模式匹配，新的模式匹配的用法如下所示，在instanceof的类型之后添加了变量str。如果instanceof对obj的类型检查通过，obj会被转换成str表示的String类型。在新的用法中，String类型仅出现一次。

具体描述

示例代码：

如果obj是String的实例，则将其强制转换为String并分配给绑定变量s。绑定变量在if语句的true块中，而不在if语句的false块中。

if (obj instanceof String s) {
    // 使用s
} else {
    // 不能使用s
}

与局部变量的范围不同，绑定变量的范围由包含的表达式和语句的语义确定。例如，在此代码中：

if (!(obj instanceof String s)) {
    .. s.contains(..) ..
} else {
    .. s.contains(..) ..
}

true块中的s表示封闭类中的字段，false块中的s表示由instanceof运算符引入的绑定变量。

当if语句的条件变得比单个instanceof更复杂时，绑定变量的范围也会相应地增长。例如，在此代码中：

if (obj instanceof String s && s.length() > 5) {.. s.contains(..) ..}

绑定变量s在&&运算符右侧以及true块中。仅当instanceof成功并分配给s时，才评估右侧。

另一方面，在此代码中：

if (obj instanceof String s || s.length() > 5) {.. s.contains(..) ..}

绑定变量s不在||右侧的范围内运算符，也不在true块的范围内。s指的是封闭的一个字段。

接下来我们看一下模式匹配帮助我们简化案例的经典做法：

通常equals()方法的实现都会先检查目标对象的类型。instanceof的模式匹配可以简化equals()方法的实现逻辑。下面代码中的Student类展示了相关的用法。

小结

instanceof运算符“匹配”规则如下：

如果obj是String类型，则将obj类型转换为String，并将其赋值给变量str。绑定的变量作用域为if语句内部，并不在false语句块内。
到这儿，有一定Java基础的同学应该看出来的JDK 14后的instanceof的模式匹配极大的简化了类型检查和转型的问题。