何时调用密封层次结构 switch 中的默认情况

Question

给出sealed如下层次结构

sealed interface Shape permits Rectangle, Square

record Rectangle() implements Shape

record Square() implements Shape

由于Rectangle&Square是记录，它本质上使整个层次结构不可扩展，即不再允许有更多的子类。

从 JDK 21 开始，模式匹配switch强制 switch 通过覆盖所有可能的内容case或提供一个default案例来覆盖其余内容，从而实现详尽无遗。

因此，在下面switch什么情况下default会执行案例，因为涵盖了所有可能的组合，为什么甚至允许这样做？

switch (shape) {
    case Rectangle r -> // do something with r;
    case Square sq -> // do something with sq; 
    case null -> // shape could be null 
    default -> // WHY is this permitted when all possible cases are covered already??
    }

PS：密封的层次结构肯定可以进化，但是当这种情况发生时，编译器也会自动标记switch为升级自身。

Answer 1

到目前为止，答案大多是正确的，但故事还有更多内容。

到目前为止给出的简单答案是正确的，即无论编译时类型检查是否详尽，都可能存在不匹配任何大小写的运行时值。允许使用默认类，因为它有可能被选择（如果您不提供默认类，编译器会为您提供一个抛出 MatchException 的合成类。）

编译时详尽的开关在运行时可能并非真正详尽的原因有两个：单独编译和剩余。

其他答案中已充分处理了单独编译；新颖的枚举常量和密封类型的新颖子类型可以在运行时出现，因为可以重新编译层次结构而无需重新编译其上的开关。这通常是由编译器默默地为您提供的（没有必要让您声明一个default仅抛出“无法到达此处”的子句），但如果您愿意，您可以自己处理它。

第二个原因是剩余，它反映了“足够穷举”的合理含义和实际的穷举并不完全一致，如果我们要求开关真正穷举，那么编程起来就很无趣了。

一个简单的例子是这样的：

Box<Box<String>> bbs = ...
switch (bbs) { 
    case Box(Box(String s)): ...
}

这个开关应该彻底打开吗Box<Box<String>>？事实证明，在运行时有一个可能的值不匹配：Box(null)。（回想一下，嵌套模式与外部模式匹配，然后使用外部模式的绑定作为内部模式的匹配候选——并且记录模式不能匹配 null，因为它想要调用组件访问器。）

我们可以要求详尽无遗，为 提供一个单独的错误处理案例Box(null)，但没有人会喜欢这样，并且如果没有那么简单的示例，错误处理将压倒有用的案例。因此，Java 做出了务实的选择，用“人类”术语定义了 switch 的详尽性（对于合理的类来说似乎是详尽的代码），并允许通过合成默认值来处理“愚蠢”的情况。（如果您愿意，您仍然可以自由地显式处理任何愚蠢的情况。）此开关被认为是详尽的，但具有非空余数。

整个概念在模式：穷举性、无条件性和余数中进行了更详细的解释。