Javaのswitch文とは？switch-case文を使った条件分岐も解説

switch文は、Java以外にも他のプログラミング言語で使用される文法です。

しかし、Java switch文の書き方は特殊なので、Java初学者にとって難しく感じてしまうでしょう。

そこで本記事では、switch文を理解したいJava初学者の方向けに、switch文について解説していきます。

Java switch文の基本構文から、応用的な使い方まで触れていますので、ぜひ参考にしてみてください。

Javaのswitch文とは？
Javaにおけるswitch文の基本的な使い方
- 式とラベル名に記述できる値の制限
- switch文の処理の流れ
Javaにおけるswitch文の応用的な使い方
Java switch文で文字列と列挙型を扱う方法
Java 12以降におけるswitch文の書き方
Java switch文と他の制御構造との比較
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まとめ

Javaのswitch文とは？

switch文とは、特定の制御式の値によって、処理の分岐を行う文法です。

似た役割としてif文がありますが、本記事ではJavaのswitch文について紹介します。

サンプルコードをご紹介します。

  int num = 3;
switch (num){
　case 1:
　　System.out.println(“値は1です。”);
　　break;
　case 2:
　　System.out.println(“値は2です。”);
　　break;
　case 3:
　　System.out.println(“値は3です。”);
　　break;
}

上記のサンプルコードでは、「値は3です。」が実行結果です。

変数numの値である3に合致した「case 3」配下の処理が実行されています。

このようにswitch文では、式の値に合致したcaseへ処理を分岐させることが可能です。

Javaにおけるswitch文の基本的な使い方

Java switch文の基本の構文は下記の通りです。

  switch (制御式) {
case 値1:
    処理文
    処理文
    ………
    break;
case 値2:
    処理文
    処理文
    ………
    break;
default:
    処理文
    処理文
}

switchの括弧内には、式や変数の指定が可能です。

制御式の値が、caseラベルで指定した値と一致すると、一致したcaseに処理が移行します。

どのcaseにも一致しない場合、defaultに処理が飛ぶ仕組みです。

そして、各caseラベルの最後にあるbreakによってswitch文から処理が抜け出します。

また、caseラベルは何個でも書けますが、ソースコードの可読性を低下させるので書きすぎには注意しましょう。

式とラベル名に記述できる値の制限

Javaのswitch文において、制御式に使用できるものは、==演算子で比較できる型となります。

つまり、整数型(char・byte・short・int )かString型(String)、列挙型(enum)です。

double型やlong型は利用できません。

もし、使用できない型を使用したい場合は、switchの式で利用できる型に変換してから使用しましょう。

switch文の処理の流れ

あらためてswitch文の処理フローを解説します。

下記のサンプルコードを例に考えてみましょう。

変数valueには、数値が想定されています。

  switch (value) {
            case 1:
            case 2:
                result = "2";
                break;
            case 3:
                result = "3";
                break;
            default:
                result = "そのほかの数値";
        }
System.out.println(result);

caseラベルの役割は、式(value)の値によってswitch文内のどこに処理を移動するかという目印です。

valueの値が1の場合、case 1の場所へ移動しますが、break文が無いのでcase 2の場所まで移動し、case 2の処理が実行されてしまいます。

switch文の処理は、合致したcaseラベルのみではなく、合致したcaseラベルの位置から最後のcaseラベルまで全処理が実行される処理です。

全ての処理を順に実行したくない場合はbreak文を使います。

valueの値が2の場合を見てみましょう。

case 2が終了後、最後にbreak文があるので switch 文の処理が強制的に終了となり、switch文を抜け出します。

case 2より下のcaseラベルに書かれている処理は実行されません。

Javaにおけるswitch文の応用的な使い方

基本的なJava switch文ついて触れたので、次は応用的な使い方をご説明します。

複数のラベルに同じ処理を適用する方法

曜日の文字数を出力する下記のサンプルコードを例に考えましょう。

変数dayには「SUNDAY、MONDAY、TUESDAY、WEDNESDAY、THURSDAY、FRIDAY、SATURDAY」のいずれかが入るとします。

      int numLetters = 0;

    // dayには今日の曜日が入るとする
     switch (day) {
        case "MONDAY":
        case "FRIDAY":
        case "SUNDAY":
            numLetters = 6;
            break;
        case "TUESDAY":
            numLetters = 7;
            break;
        case "THURSDAY":
        case "SATURDAY":
            numLetters = 8;
            break;
        case "WEDNESDAY":
            numLetters = 9;
            break;
    }
    System.out.println(numLetters);

参照：https://docs.oracle.com/javase/jp/13/language/switch-expressions.html

変数dayの値がMONDAYの場合、case SUNDAYの処理まで移動し、numLettersに文字数「6」が代入されます。

変数dayの値がFRIDAYの場合でも同様に、case SUNDAYの処理まで移動し、最終的にnumLettersに代入される数値は「6」です。

MONDAY、FRIDAY、SUNDAYは同じ文字数なので、処理をまとめた書き方をしました。

このように、複数のcaseラベルで同じ処理を適用する書き方もできます。

defaultラベルの活用方法

制御式の値が、どのcaseの値にも一致しなければ、defaultに処理が飛びます。

サンプルコードを例に見てみましょう。

   switch (value) {
            case 1:
                result = "1";
                break;
            case 2:
                result = "2";
                break;
            case 3:
                result = "3";
                break;
            default:
                result = "そのほかの数値";
        }
System.out.println(result);

変数valueの値が1の場合、出力結果は「1」です。

しかしvalueの値が4の場合、どのcaseの値にも一致しないのでdefaultに処理が飛びます。

このような役割がdefaultとなります。

default記述は省略することが可能です。

しかし、defaultの記述が無いと、どのcaseラベルにも合致しなかった場合、何も実行せずswitch文から抜けてしまいます。

処理がどこまで進んだか理解するため、またコードの可読性を高めるためにもdefaultは記述しましょう。

breakを使わない記述方法

break文は必須ではなく、省略して書くことも可能です。

サンプルコードを見てみましょう。

  int num = 1;

switch (num){
  case 1:
    System.out.print("飲み放題付き＆");
  case 2:
    System.out.println("食べ放題");
}

変数numの値が1なら「飲み放題付き＆食べ放題」、数値が2なら「食べ放題」と表示されます。

このようにbreak文は、意図的に記述しないこともできることを覚えておいて下さい。

しかし、もし意図せずbreak文を書き忘れてしまった場合注意が必要です。

break文が無いと、条件と一致したcaseラベルの処理を実行した後、それより下のcaseラベルの処理を全て実行してしまう挙動になる(フォールスルー)ので注意しましょう。

Java switch文で文字列と列挙型を扱う方法

Java switch文で使える型は決まっています。

整数型(char・byte・short・int )かString型(String)、列挙型(enum)です。

ここでは、文字列(String)と列挙型(enum)について説明します。

文字列の値で分岐する方法

Java switch文での文字列の使い方は、数値の場合と変わりません。

前章で扱った、曜日の文字数を出力する下記のサンプルコードを再度見てみましょう。

      int numLetters = 0;
    // dayには今日の曜日が入るとする
    switch (day) {
        case "MONDAY":
        case "FRIDAY":
        case "SUNDAY":
            numLetters = 6;
            break;
        case "TUESDAY":
            numLetters = 7;
            break;
        case "THURSDAY":
        case "SATURDAY":
            numLetters = 8;
            break;
        case "WEDNESDAY":
            numLetters = 9;
            break;
    }
    System.out.println(numLetters);

このようにcaseラベルで「”」を付けると、数値と同様に分岐することが可能です。

列挙型の値で分岐する方法

列挙型で分岐する方法について説明します。

前提として列挙型(enum)がどういうものなのか見ていきましょう。

  protected enum Fruit
{
    Apple, //列挙子
    Orange //列挙子
};

public static void main(String[] args)
{
    Fruit fruit_type = Fruit.Orange; //enumを取得
    System.out.println(fruit_type .toString() );   //Orange

}

enum型を使用する際は、クラスのメソッドのように、「列挙子型名.列挙子名」と記載します。

では前章と同様に、曜日の文字数を出力する下記のサンプルコードを例に考えていきましょう。

  public enum Day { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY,
    WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY; }

    int numLetters = 0;
    switch (Day) {
        case MONDAY:
        case FRIDAY:
        case SUNDAY:
            numLetters = 6;
            break;
        case TUESDAY:
            numLetters = 7;
            break;
        case THURSDAY:
        case SATURDAY:
            numLetters = 8;
            break;
        case WEDNESDAY:
            numLetters = 9;
            break;
    }
    System.out.println(numLetters);

Dayという列挙型に7つの曜日が定義されていて、switch文では列挙型内で定義した列挙子の値を判定して分岐しています。

caseラベルに指定する際は、「Day.MONDAY」という書き方ではなく「MONDAY」と列挙子名だけを書くようにしましょう。

文字列と列挙型を使う際の注意点

switch文で文字列を使う時に注意が必要なのがスペルミスです。

caseラベルに指定する文字列のスペルをミスした場合、エラーにもならずそのまま処理がスルーされてしまいます。

結果、default部分の処理しか実行されません。

そのため、どこが原因なのか調査するのに時間がかかってしまいます。

一方列挙型では、caseの値を正確に記述しなければコンパイルエラーが発生し、コンパイルが通りません。

そのため、スペルミスのような単純な間違いは、実行前に取り除けるでしょう。

Java 12以降におけるswitch文の書き方

Java 12以降では、モダンで簡潔な新しいswitch caseの記述が使用できます。

新しいswitch文の書き方は下記のとおりです。

  int num = 3;
switch (num){
　case 1 -> System.out.println(“値は1です。”);
　case 2 -> System.out.println(“値は2です。”);
　case 3 -> System.out.println(“値は3です。”);
}

break文なしでシンプルに記述できます。

従来のswitch文よりも、スッキリとした記述方法なので、可読性が高いです。

Java 12以降を使用している場合は、積極的に新しいswitch文を活用しましょう。

Java switch文と他の制御構造との比較

Java switch文と他の制御構造(if、else、else if)は、役割が似ています。

switchとifのどちらを使うか迷うこともあるでしょう。

そこで、switch文と他の制御構造との比較を解説しています。

if文との比較

Java switch文とif文を比較してみましょう。

まずはJava if文を書いた場合です。

   if (x is "aaa") {
        return 0;
    }
    else if (x is "bbb") {
        return 1;
    }
    else if (x is "ccc") {
        return 2;
    }
    else if (x is "ddd") {
        return 3;
    }
    else if (x is "eee") {
        return 4;
    }

同じ処理内容のswitch文は下記の通りです。

      switch (x) {
        case "aaa": return 0;
        case "bbb": return 1;
        case "ccc": return 2;
        case "ddd": return 3;
        case "eee": return 4;
    }

if文とswitch文を比較した場合、処理内容は同じですが、可読性が高いのはswitch文です。

switch文と比較演算子

if文と同様に、switch文でも比較演算子を使うことが可能です。

  switch (true){
  case age <= 12:
    System.out.println(“私は、12歳以下です。”);
    break;
  case age < 20:
　System.out.println(“私は、20歳以下です。”);
    break;
  default:
　System.out.println(“私の年齢は20歳より上です。”);
    break;
}

このように、比較演算子を使うと、複雑な条件分岐ができます。