Java修炼终极指南:54. 处理instanceof中类型模式绑定变量作用域

从问题52中，我们知道了模式匹配中绑定变量作用域的要点。此外，从上一个问题中我们知道，在instanceof的类型模式中，我们有一个单独的绑定变量。是时候看一些实际的例子了，让我们快速裁剪一下上一个问题中的这个片段：

if (o instanceof File file) {
  return "Saving a file of size: "
    + String.format("%,d bytes", file.length());
}
// 'file' 在这里不在作用域内

在这个片段中，file绑定变量在if-then块中是可见的。一旦块关闭，file绑定变量就超出了作用域。但是，由于流式作用域，绑定变量可以在引入它的if语句中使用，以定义所谓的受保护的模式。就是这样：

// 'file' 仅在 'instanceof' 返回 true 时创建
if (o instanceof File file
    // 这仅在 'file' 被创建时才被评估
    && file.length() > 0 && file.length() < 1000) {
  return "Saving a file of size: "
    + String.format("%,d bytes", file.length());
}

以 && 短路运算符开始的条件部分只有在instanceof运算符计算结果为true时才会被编译器评估。这意味着你不能使用 || 运算符代替 &&。例如，写这样的代码是没有逻辑的：

// 这将不会编译
if (o instanceof Path path
  || Files.size(path) > 0 && Files.size(path) < 1000) {...}

另一方面，这是完全可以接受的：

if (o instanceof Path path
  && (Files.size(path) > 0 || Files.size(path) < 1000)) {...}

我们还可以按如下方式扩展绑定变量的作用域：

if (!(o instanceof String str)) {
  // 在这里 'str' 不可用
  return "I cannot save the given object";
} else {
  return "Saving a string of size: "
    + String.format("%,d bytes", str.length());
}   

由于我们否定了if-then语句，str绑定变量在else分支中是可用的。按照这个逻辑，我们也可以使用早期返回：

public int getStringLength(Object o) {       
  if (!(o instanceof String str)) {
    return 0;
  }
       
  return str.length();
}

由于流式作用域，编译器可以为绑定变量的作用域设置严格的界限。例如，在以下代码中，即使我们继续使用相同的绑定变量名称，也没有重叠的风险：

private String strNumber(Object o) {
       
 if (o instanceof Integer nr) {
   return String.valueOf(nr.intValue());
 } else if (o instanceof Long nr) {
   return String.valueOf(nr.longValue());
 } else {
   // nr 在这里不在作用域内
   return "Probably a float number";
 }
}

在这里，每个nr绑定变量的作用域只覆盖它自己的分支。没有重叠，没有冲突！但是，使用相同的名称来表示多个绑定变量可能会有点令人困惑，所以最好避免这样做。例如，我们可以使用intNr和longNr而不是简单的nr。

另一种高度推荐避免的令人困惑的情况涉及到绑定变量隐藏字段。看看这段代码：

private final String str
  = "   I am a string with leading and trailing spaces     ";
public String convert(Object o) {
  // 本地变量（绑定变量）隐藏了字段
  if (o instanceof String str) {
    return str.strip(); // 引用绑定变量，str
  } else {
    return str.strip(); // 引用字段，str
  }       
}

因此，对于绑定变量（对于任何本地变量也是如此）和字段使用相同的名称是一种不良做法，应该避免。

在JDK 14/15中，我们不能重新分配绑定变量，因为它们默认被声明为final。然而，JDK 16+通过移除final修饰符解决了可能发生在本地变量和绑定变量之间的不对称性。因此，从JDK 16+开始，我们可以像以下片段一样重新分配绑定变量：

String dummy = "";
private int getLength(Object o) {       
  if(o instanceof String str) {
    str = dummy; // 重新分配绑定变量
            
    // 返回 'dummy' 的长度而不是传递的 'str'
    return str.length();
  }
       
  return 0;
}

即使这是可能的，强烈建议避免这种代码异味，并通过不重新分配你的绑定变量来保持世界清洁和快乐。