186. Java 模式匹配 - Java 21 新特性：Record Pattern（记录模式匹配）

186. Java 模式匹配 - Java 21 新特性：Record Pattern（记录模式匹配）

Java 在 SE 16 中引入了 record（记录类）作为简洁表示不可变数据的方式。而在 Java 21 ，记录又进化了一个层次------引入了 Record Pattern（记录模式匹配）！

这意味着我们可以直接在 if 或 switch 中解构 record 类型，提取其中的字段，写出更干净、更具表达力的代码。

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✅ 回顾：什么是 Record？

public record Point(int x, int y) {}

等价于一个包含：

• 两个字段 x 和 y
• 对应的访问器 x() 和 y()
• 自动生成的构造函数和 equals()、hashCode()、toString() 方法

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🎯 什么是记录模式（Record Pattern）？

记录模式允许你使用结构匹配语法，直接从 record 中解构并提取字段。

🌰 示例：基本模式匹配

Object o = new Point(3, 4);

if (o instanceof Point(int x, int y)) {
    System.out.println("x = " + x + ", y = " + y);
}

✨ 说明：

• o instanceof Point(int x, int y) 不只是判断 o 是 Point，还将其解构为 x 和 y
• x 和 y 是自动绑定的局部变量

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🧠 深入理解：记录模式的行为规则

✅ 1. 使用的是"规范构造函数"

• record 可以声明多个构造函数
• 但记录模式始终基于那个由编译器自动生成的"规范构造函数"

record Point(int x, int y) {
    Point(int x) {
        this(x, 0);
    }
}

下面这段代码无法编译：

Object o = ...;
// ❌ 不合法：没有 Point(int) 这种结构可匹配
if (o instanceof Point(int x)) {}

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✅ 2. 你可以使用 var 做类型推断

record Point(double x, double y) {}

Object o = new Point(1.1, 2.2);

if (o instanceof Point(var x, var y)) {
    System.out.println("类型被推断为 double: " + x + ", " + y);
}

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✅ 3. 记录模式可以嵌套！

你可以在一个 record 中匹配另一个 record。

record Point(double x, double y) {}
record Circle(Point center, double radius) {}

Object o = new Circle(new Point(1.0, 2.0), 5.0);

if (o instanceof Circle(Point(var x, var y), var radius)) {
    System.out.printf("圆心：(%f, %f), 半径：%f%n", x, y, radius);
}

💡 嵌套记录的结构匹配就像解包"洋葱层"。

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✅ 4. 可与 switch 配合使用

record Box(Object o) {}

Object o = new Box("hello");

String result = switch (o) {
    case Box(String s)  -> "字符串：" + s;
    case Box(Integer i) -> "整数：" + i;
    default             -> "其他类型";
};
System.out.println(result);

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⚠️ 注意事项与坑点提醒

❌ 不支持装箱/拆箱转换

record Point(Integer x, Integer y) {}

Object o = new Point(1, 2);

// ❌ 无法将 Integer 自动解构为 int
if (o instanceof Point(int x, int y)) {
}

你必须匹配 相同类型，不能依赖自动装箱/拆箱。

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❌ 不支持不可能的类型匹配

record Box(CharSequence o) {}

Object o = new Box("Java");

// ❌ Integer 不是 CharSequence 的子类，编译报错
switch (o) {
    case Box(String s)  -> System.out.println("字符串：" + s);
    case Box(Integer i) -> System.out.println("整数：" + i);
    default             -> System.out.println("其他类型");
}

⚠️ 所有模式类型必须是组件类型的 子类型或相同类型，否则编译错误。

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🔥 补充实战场景

🎨 构建坐标系统中的图形识别

record Point(int x, int y) {}
record Rectangle(Point topLeft, Point bottomRight) {}

Object shape = new Rectangle(new Point(0, 0), new Point(10, 10));

if (shape instanceof Rectangle(Point(int x1, int y1), Point(int x2, int y2))) {
    System.out.printf("矩形范围：(x1=%d, y1=%d) 到 (x2=%d, y2=%d)%n", x1, y1, x2, y2);
}

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🧾 小结

功能	描述
✅ 记录模式	支持 record 的结构解构和字段绑定
📦 类型推断	支持 var 自动推断字段类型
🧱 支持嵌套	可用于深层嵌套的记录结构
💥 类型安全	匹配的类型必须是字段的子类型或相同类型
⚠️ 限制	不支持装箱/拆箱，不支持非规范构造函数结构匹配

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🎓 建议练习：

• 尝试用记录模式重写你的 DTO 判断逻辑
• 编写带嵌套记录结构的 switch 分支逻辑
• 结合 sealed class + record pattern 创建结构化的业务处理模型