Java 21 新特性：记录类与模式匹配

1. 记录类（Record Classes）

记录类是轻量级的不可变数据载体，可自动生成构造方法、访问器、equals()、hashCode() 和 toString() 方法。
语法示例：

record Point(int x, int y) {}  // 定义记录类

特点：

• 不可变性：所有字段隐式为 final。
• 简洁性：无需手动编写样板代码。
• 模式匹配支持：可直接用于模式解构。

使用场景：

Point p = new Point(3, 4);
System.out.println(p.x());  // 输出: 3 (自动生成访问器)

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2. 模式匹配（Pattern Matching）

模式匹配简化了对象类型检查和提取操作，与 instanceof 和 switch 深度集成。

(1) instanceof 模式匹配

传统方式：

if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;  // 需显式强制转换
    System.out.println(s.length());
}

Java 21 改进：

if (obj instanceof String s) {  // 直接绑定变量
    System.out.println(s.length());  // 无需强制转换
}

(2) switch 模式匹配

结合记录类的解构：

record Circle(double radius) {}
record Rectangle(double w, double h) {}

// 模式匹配解构
static double area(Shape shape) {
    return switch (shape) {
        case Circle c    -> Math.PI * c.radius() * c.radius();
        case Rectangle r -> r.w() * r.h();  // 直接访问字段
        default          -> 0.0;
    };
}

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3. 记录类与模式匹配的协同优势

示例：几何计算

sealed interface Shape permits Circle, Rectangle {}  // 密封接口
record Circle(double radius) implements Shape {}
record Rectangle(double w, double h) implements Shape {}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle(5.0);
        System.out.println(describe(circle));  // 输出: 圆形(半径=5.0)
    }

    static String describe(Shape shape) {
        return switch (shape) {
            case Circle c      -> String.format("圆形(半径=%.1f)", c.radius());
            case Rectangle r   -> String.format("矩形(宽=%.1f, 高=%.1f)", r.w(), r.h());
        };
    }
}

优势：

• 类型安全：密封接口确保所有子类已知。
• 解构简化：直接提取记录类字段。
• 可读性提升：避免冗余的类型检查和转换。

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4. 应用场景

• 数据传输对象（DTO）：替代 Lombok 的 @Data 注解。
• 状态处理：如解析 JSON 或 XML 数据时快速提取字段。
• 函数式编程：结合 Stream API 实现声明式数据处理。

5. 升级建议

• 在需要不可变数据的场景优先使用记录类。
• 逐步替换旧版 instanceof 和 switch 代码，提升健壮性。
• 结合密封类（sealed）确保模式匹配覆盖所有类型。

通过记录类和模式匹配，Java 显著减少了样板代码，提升了类型安全性和代码表达力，是现代化 Java 开发的核心特性。