パターン・マッチングでは、オブジェクトに特定の構造があるかどうかをテストし、一致がある場合には、そのオブジェクトからデータを抽出します。これはJavaでも実行できることですが、パターン・マッチングには新しい言語拡張が導入されており、より簡潔で強力なコードを使用してオブジェクトから条件付きでデータを抽出できます。

instanceof演算子のパターン・マッチングに関する背景情報は、JEP 394を参照してください。

特定の形状の周辺の長さを計算する次のコードを見ていきます:

public interface Shape {
    public static double getPerimeter(Shape shape) throws IllegalArgumentException {
        if (shape instanceof Rectangle) {
            Rectangle r = (Rectangle) shape;
            return 2 * r.length() + 2 * r.width();
        } else if (shape instanceof Circle) {
            Circle c = (Circle) shape;
            return 2 * c.radius() * Math.PI;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unrecognized shape");
        }
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    final double length;
    final double width;    
    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }    
    double length() { return length; }
    double width() { return width; }
}

public class Circle implements Shape {
    final double radius;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }  
    double radius() { return radius; }
}

メソッドgetPerimeterは、次を実行します:

1. Shapeオブジェクトのタイプを判断するためのテスト
2. instanceof演算子の結果に応じて、ShapeオブジェクトをRectangleまたはCircleにキャストする変換
3. Shapeオブジェクトから長さと幅または半径を抽出することによる分解

パターン・マッチングを使用すると、instanceof演算子の2番目のオペランドがタイプ・パターンで変更され、変換のステップがなくなるため、短くて読みやすいコードになります:

    public static double getPerimeter(Shape shape) throws IllegalArgumentException {
        if (shape instanceof Rectangle r) {
            return 2 * r.length() + 2 * r.width();
        } else if (shape instanceof Circle c) {
            return 2 * c.radius() * Math.PI;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unrecognized shape");
        }
    }

パターンは、ターゲットおよびパターン変数と呼ばれるローカル変数のセットに適用できる述語(テスト)の組合せで、テストが成功した場合にのみターゲットから抽出された値が割り当てられます。述語は、ある引数のブール値を持つ関数です。この場合は、Shape引数がRectangleであるかCircleであるかをテストするinstanceof演算子が述語です。ターゲットは述語の引数で、Shape値がこれに当たります。パターン変数は、述語がtrueを返した場合のみ、ターゲットからのデータを格納する変数です。これらは、変数rおよびsです。

タイプ・パターンは、タイプを指定する述語と、単一のパターン変数で構成されます。この例では、タイプ・パターンはRectangle rおよびCircle cです。

    public static double getPerimeter(Shape shape) throws IllegalArgumentException {
        if (shape instanceof Rectangle s) {
            // You can use the pattern variable s (of type Rectangle) here.
        } else if (shape instanceof Circle s) {
            // You can use the pattern variable s of type Circle here
            // but not the pattern variable s of type Rectangle.
        } else {
            // You cannot use either pattern variable here.
        }
    }

    public static boolean bigEnoughRect(Shape s) {
        if (!(s instanceof Rectangle r)) {
            // You cannot use the pattern variable r here because
            // the predicate s instanceof Rectangle is false.
            return false;
        }
        // You can use r here.
        return r.length() > 5; 
    }

        if (shape instanceof Rectangle r && r.length() > 5) {
            // ...
        }

        if (shape instanceof Rectangle r || r.length() > 0) { // error
            // ...
        }