switch式で始めるJava流パターンマッチング

switch式で始める Java流パターンマッチング Java 21 / switch expression / sealed + record シンプレクス株式会社 伊藤悠椰 1 © 2026 Simplex Inc.

今日のゴール 01 パターンマッチングの発想 Javaにパターンマッチングを持ち込む Java 21 の switch は、単に分岐の書き方が変わっただけではなく「パターンマッ チング」の道具となった sealed / record と組み合わせると、扱える形を型で閉じられる 実務では、複雑な分岐をコアロジックだけADT化すると効きやすい 2 © 2026 Simplex Inc.

自己紹介と出会い 01 パターンマッチングの発想 シンプレクス株式会社 リードエンジニア（2023年新卒入社） 主に Java + TypeScript でのシステム開発に従事 学生時代に OCaml で関数型プログラミングに出会う 3 © 2026 Simplex Inc.

OCamlとの出会い 01 パターンマッチングの発想 値の「形」で分岐できる let rec fib = function | 0 -> 0 | 1 -> 1 | n when n > 1 -> fib (n - 1) + fib (n - 2) | _ -> invalid_arg "fib: n must be >= 0" ;; 条件式を積み重ねるのではなく、受け入れるケースを並べる 分岐の見た目が「仕様の表」に近くなる 4 © 2026 Simplex Inc.

パターンマッチングとは 01 パターンマッチングの発想 受理する形を宣言的に並べる式 構造、種類、値の内容で分岐する 分岐内では、取り出した値の型が確定する BNF やオートマトンと同じように「許される形」を先に考える 入力を if で探す 形を match で並べる : : 条件を上から順に評価する 受理できるケースを列挙する 5 © 2026 Simplex Inc.

型で形を表す 01 パターンマッチングの発想 まず、入力として扱う値の種類を型として列挙する Expr ::= | Num | Add(Expr, Expr) | Sub(Expr, Expr) | Mul(Expr, Expr) | Div(Expr, Expr) ADT： Num / Add のように「あり得る形」を列挙した型 AST：式やJSONのような木構造を、ADTなどで表したデータ 処理は、その形ごとのケース列挙になる 6 © 2026 Simplex Inc.

分岐をコンパイラに検査させる 01 パターンマッチングの発想 コンパイラが分岐を検査しやすい パターンマッチングは「ケースの列挙」なので、 網羅性：全ケースを書けているか 到達不能：先に広いケースを書いて、後続ケースが死んでいないか 型の整合：取り出した値の型が分岐内で確定する を機械的に検査できる let classify s = match s with | s -> "string: " ^ s | s when String.length s = 0 -> "<blank>" (* unused *) 7 © 2026 Simplex Inc.

Javaで使える材料 SECTION 02 8 © 2026 Simplex Inc.

Javaへ持ち帰る観点 Javaで使える材料 02 関数型言語の match を、そのまま Java に持ち込むわけではない 形を閉じる：存在するケースを sealed で限定する 分岐を表にする： switch 式でケースを並べる 取り出しを型に任せる：pattern switch / record pattern で値を取り出す この3つが揃うと、Javaでも「読める分岐表」に近づく 9 © 2026 Simplex Inc.

Java 8〜21の流れ Javaで使える材料 02 Java は段階的に「関数型ライク」な書き味を取り込んできた version Java 8 Java 14 Java 17 Java 21 使える材料 ラムダ式 / Stream API switch 式 sealed / record pattern switch この話での役割 処理を値として扱いやすくする 分岐から値を返す データの形を閉じる 型で分岐して値を取り出す 10 © 2026 Simplex Inc.

switch式：値を返す分岐表
switch

02

Javaで使える材料

が式になると、分岐結果をそのまま値として扱える

String msg = switch (code) {
case 200 -> "OK";
case 404 -> "Not Found";
default -> "Other";
};

で分岐ごとの結果が明確になる
代入前の一時変数や break の管理が減る
match に近い「ケース列挙」の読み味になる
case ->

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sealed + record：形を閉じる 02 Javaで使える材料 sealed interface Expr permits Lit, Add, Mul {} record Lit(int n) implements Expr {} record Add(Expr l, Expr r) implements Expr {} record Mul(Expr l, Expr r) implements Expr {} ：許可された実装だけに限定する record ：値を持つ不変データを短く書く 合わせると、JavaでADTに近い形を作れる sealed 12 © 2026 Simplex Inc.

pattern switch：型で分岐

02

Javaで使える材料

String label(Object value) {
return switch (value) {
case Integer n -> "int: " + n;
case String s -> "str: " + s;
case null
-> "<null>";
default
-> "<unknown>";
};
}

とキャストを分離しなくてよい
分岐の中では変数の型が確定している
case null も分岐表の一部として明示できる
instanceof

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when / case null：穴を埋める

02

Javaで使える材料

String normalize(String s) {
return switch (s) {
case null -> "<null>";
case String x when x.isBlank() -> "<blank>";
case String x -> x;
};
}

null を switch の外で特別扱いしなくてよい
ガード条件は when でケースに添えられる
Javaらしい null 対応を残しつつ、分岐表として読める

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小さなADT例：Expr Expr Javaで使える材料 02 は、式の木構造を表すASTでもあり、形を閉じたADTでもある sealed interface Expr permits Lit, Add, Mul {} record Lit(int n) implements Expr {} record Add(Expr l, Expr r) implements Expr {} record Mul(Expr l, Expr r) implements Expr {} ASTとして見る：式を木構造のデータとして扱う ADTとして見る：式としてあり得る形を型で列挙する 15 © 2026 Simplex Inc.

Java版eval：switchでケース列挙
する

02

Javaで使える材料

int eval(Expr expr) {
return switch (expr) {
case Lit(int n) -> n;
case Add(var l, var r) -> eval(l) + eval(r);
case Mul(var l, var r) -> eval(l) * eval(r);
};
}

が sealed なので、あり得る形が限定される
switch はその形を上から列挙する場所になる
新しい形を増やしたとき、処理漏れに気づきやすい
Expr

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Java流matchの最小セット 02 Javaで使える材料 Javaでパターンマッチングっぽく書くための軸はシンプル でデータの持ち方を明示する sealed で存在する形を閉じる switch 式で形ごとの処理を並べる case null / when で実務上の例外も表に入れる 次は、この考え方をJSON探索に適用する record 17 © 2026 Simplex Inc.

実務例：JSON探索 SECTION 03 18 © 2026 Simplex Inc.

問題設定：user.nameを取り出す 実務例：JSON探索 03 以下のようなJSONレスポンスから user.name を安全に取り出したい { "user": { "name": "Alice", "age": 30 }, "status": "active" } JSONパース自体は Jackson 等のライブラリに任せる 問題は、その後のコアロジックでどんな形として扱うか 19 © 2026 Simplex Inc.

Map/Objectのつらさ
Map<String,Object>

実務例：JSON探索

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のまま進むと、期待する形が if の中に埋もれる

String readUserName(Object json) {
if (!(json instanceof Map<?,?> root)) return "<err>";
Object userObj = root.get("user");
if (!(userObj instanceof Map<?,?> user)) return "<err>";
Object nameObj = user.get("name");
if (!(nameObj instanceof String name)) return "<err>";
return name;
}

cast / null / 欠損 / 型違いが同じ場所に混ざる
「本当に欲しい形」が読み取りづらい
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発想の転換：一度、閉じた型にする 03 実務例：JSON探索 境界で受けたデータを、コア向けの形に正規化する 外側 : JSON文字列 / JsonNode / Map<String,Object> 境界 : ライブラリでパースし、形を揃える 内側 : sealed interface J として扱う I/Oやライブラリ呼び出しは既存の型でよい 複雑な分岐が集まるコアだけ、扱う形を閉じる 形が閉じると switch が分岐表として効いてくる 21 © 2026 Simplex Inc.

JSON値ADTを先に考える 03 実務例：JSON探索 パース後に扱うJSON値を、まず言語非依存のADTとして見る Json = Null | Bool of boolean | Number of number | String of text | Array of Json list | Object of (text * Json) list これは入力文字列の文法ではなく、パース後のデータ型 Array と Object がまた Json を持つので木になる Javaでは、このADTを sealed + record に落とす 22 © 2026 Simplex Inc.

JavaでADTを表す 03 実務例：JSON探索 JSON値としてあり得る形を、Javaの型として閉じる sealed interface J permits JNull, JBool, JNum, JStr, JArr, JObj {} record JNull() implements J {} record JBool(boolean b) implements J {} record JNum(double n) implements J {} record JStr(String s) implements J {} record JArr(List<J> xs) implements J {} record JObj(Map<String, J> fields) implements J {} ここから先は Object ではなく J を相手に switch できる 23 © 2026 Simplex Inc.

JSON探索実装
user.name

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実務例：JSON探索

を安全に取り出す。欠損や型違いは empty に落とす

Optional<String> readUserName(J json) {
return switch (json) {
case JObj(var root) -> switch (root.get("user")) {
case JObj(var user) -> switch (user.get("name")) {
case JStr(var name) -> Optional.of(name);
case null, default -> Optional.empty();
};
case null, default -> Optional.empty();
};
default -> Optional.empty();
};
}

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何が良くなったか 実務例：JSON探索 03 → JObj → JStr という期待する形が、そのままコードに出る Map#get の欠損は case null として分岐表に入る 型違いは default に落ち、キャスト失敗として散らばらない 処理の本題が「どの形を受け入れるか」に寄る ifを消すことが目的ではなく、分岐の意味を表に出すことが目的 JObj 25 © 2026 Simplex Inc.

実務に入れる境界 03 実務例：JSON探索 全部をADTにする必要はない 境界：HTTP / JSON / DB / 外部ライブラリの型をそのまま使う 変換：境界で受けた形を、コア向けの結果型や状態型に寄せる コア： sealed + record + switch で分岐を表にする 効果が出やすいのは、状態遷移・APIレスポンス処理・計算ルールのような分岐が密集 する場所 26 © 2026 Simplex Inc.

応用例1：状態遷移

03

実務への展開

状態×イベントの分岐爆発は、switchの表にすると読みやすくなる
型定義は sealed State / sealed Event として閉じておく
State transition(State s, Event e) {
return switch (s) {
case Created __ -> switch (e) {
case Pay __

-> new Paid();

case Cancel __ -> new Cancelled();
default

-> throw new IllegalStateException();

};
case Paid __ -> switch (e) {
case Ship __

-> new Shipped();

case Cancel __ -> new Cancelled();
default

-> throw new IllegalStateException();

};
default -> throw new IllegalStateException();
};
}

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応用例2：APIレスポンス処理

03

実務への展開

境界のレスポンスを、コア向けの Ok / Err(Reason) に正規化する
理由の種類を閉じておくと、以後の処理は理由ごとの表になる
String handle(ApiResult r) {
return switch (r) {
case Ok(var body) -> "OK: " + body;
case Err(var reason) -> switch (reason) {
case RateLimited __ -> "RETRY_LATER";
case NotFound __ -> "SHOW_404";
case ServerError(int status) ->
"ALERT(status=%d)".formatted(status);
};
};
}

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Javaの限界と強み 03 実務への展開 Javaの限界 のような標準コレクション分解は苦手 末尾最適化（TCO）は保証されないため、深い再帰は注意 head::tail Javaの強み / record で設計を揃えるほど switch が強くなる 既存の型システム・IDE・静的解析と相性がよい sealed 29 © 2026 Simplex Inc.

まとめ 03 Javaでパターンマッチングを実務に使う流れ 1. 形を閉じる： sealed / record で扱うケースを限定する 2. switchで並べる：形ごとの処理をケース列挙にする 3. 分岐を表にする：複雑な条件を、読める設計に寄せる 境界はライブラリでOK。コアだけADT化するのが、Java流パターンマッチングの現実 的な使いどころ 30 © 2026 Simplex Inc. Final

アンケートのお願い 03 Survey ご参加ありがとうございました。フィードバックをお願いします 全体アンケート セッションアンケート https://x.gd/e6vlY https://x.gd/SETKa 31 © 2026 Simplex Inc.

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