詳解 Java 17 中的模式匹配（Pattern Matching）

提到模式匹配（Pattern Matching） ，Java 開發(fā)人員可能會比較陌生
。實際上，其他編程語言的開發(fā)人員早就已經(jīng)使用過模式匹配了 。JVM 上的編程語言 Scala 的模式匹配功能就很強大。

什么是模式匹配
？

為了更好地解釋模式匹配，我們從一個簡單的例子開始 。我們希望創(chuàng)建一個方法 ，可以把任何對象轉(zhuǎn)換成 String 格式 。這就需要根據(jù)對象的類型來進行不同的格式化操作 。我們可以很容易就寫出下面這樣的代碼。這段代碼的核心是使用 instanceof 操作符來檢查輸入對象的類型，再根據(jù)對象類型進行格式化操作 。

public class ObjectFormatter {   public String format(Object input) {     if (input == null) {       return "";    } else if (input instanceof Number) {       return NumberFormat.getNumberInstance().format(input);    } else if (input instanceof LocalDateTime) {       return ((LocalDateTime) input).format(DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME);    } else {       return input.toString();    }  }}

上述對 instanceof 操作符的使用就是模式匹配的一種簡單形式。

一個模式由匹配 predicate 和模式變量的集合組成。

• 匹配 predicate 判斷一個模式是否可以匹配目標(biāo)對象 。
• 如果模式匹配的話，模式變量的集合用來從目標(biāo)對象中提取值 
  。

在 instanceof 操作符的例子中，匹配 predicate 的作用是檢查目標(biāo)對象的類型，而模式變量的集合中只有一個變量 ，就是目標(biāo)對象自身。這種類型的模式
，被稱為類型模式（type pattern） 。除了類型模式之外，計劃中的模式還包括記錄類型模式和數(shù)組模式
。

模式匹配是一個涵蓋范圍非常大的功能。根據(jù)現(xiàn)在 Java 的發(fā)布周期，模式匹配的內(nèi)容會在不同的 Java 版本中逐漸添加進來。具體的發(fā)布周期可以參考下面的表格 。這個表格的右側(cè)三列表示的是不同的與模式匹配相關(guān)的功能 ，每一行表示這些功能在對應(yīng) Java 版本中的可用狀態(tài)
。

以 Java 17 為例，可以使用 instance 模式的正式功能，以及 switch 模式匹配的預(yù)覽功能 。

Java 18 和 Java 19 中可用的模式匹配功能也列在了表格中，作為參考。

instanceof 模式匹配

Java 中的 instanceof 操作符用來檢查對象的類型。下面的代碼給出了通常使用 instanceof 操作符的代碼范式。在 if 語句中使用 instanceof 來進行檢查 ，如果檢查通過
，則使用強制類型轉(zhuǎn)換，把輸入對象 obj 轉(zhuǎn)換成 String 類型的 s，最后再使用變量 s 。

if (obj instanceof String) {   String s = (String) obj;}

從上述代碼中可以看到，對 instanceof 操作符的使用范式是非常繁瑣的，其中需要檢查的目標(biāo)類型 String 就出現(xiàn)了三次
。在使用了 instanceof 模式匹配之后