Java初學(xué)者都必須理解的六大問(wèn)題

2019-11-18 15:42:00

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供稿：網(wǎng)友

　　對(duì)于這個(gè)系列里的問(wèn)題，每個(gè)學(xué)java的人都應(yīng)該搞懂。當(dāng)然，假如只是學(xué)Java玩玩就無(wú)所謂了。假如你認(rèn)為自己已經(jīng)超越初學(xué)者了，卻不很懂這些問(wèn)題，請(qǐng)將你自己重歸初學(xué)者行列。

　　問(wèn)題一：我聲明了什么！

　　String s = "Hello world!";

　　許多人都做過(guò)這樣的事情，但是，我們到底聲明了什么？回答通常是：一個(gè)String，內(nèi)容是“Hello world!”。這樣模糊的回答通常是概念不清的根源。假如要準(zhǔn)確的回答，一半的人大概會(huì)回答錯(cuò)誤。

　　這個(gè)語(yǔ)句聲明的是一個(gè)指向?qū)ο蟮囊茫麨椤皊”，可以指向類型為String的任何對(duì)象，目前指向"Hello world!"這個(gè)String類型的對(duì)象。這就是真正發(fā)生的事情。我們并沒(méi)有聲明一個(gè)String對(duì)象，我們只是聲明了一個(gè)只能指向String對(duì)象的引用變量。所以，假如在剛才那句語(yǔ)句后面，假如再運(yùn)行一句：

　　String string = s;

　　我們是聲明了另外一個(gè)只能指向String對(duì)象的引用，名為string，并沒(méi)有第二個(gè)對(duì)象產(chǎn)生，string還是指向原來(lái)那個(gè)對(duì)象，也就是，和s指向同一個(gè)對(duì)象。

　　 問(wèn)題二："=="和equals方法究竟有什么區(qū)別？

　　==操作符專門用來(lái)比較變量的值是否相等。比較好理解的一點(diǎn)是：

　　int a=10;
　　int b=10;

　　則a==b將是true。

　　但不好理解的地方是：

　　String a=new String("foo");
　　String b=new String("foo");

　　則a==b將返回false。

　　根據(jù)前一帖說(shuō)過(guò)，對(duì)象變量其實(shí)是一個(gè)引用，它們的值是指向?qū)ο笏诘膬?nèi)存地址，而不是對(duì)象本身。a和b都使用了new操作符，意味著將在內(nèi)存中產(chǎn)生兩個(gè)內(nèi)容為"foo"的字符串，既然是“兩個(gè)”，它們自然位于不同的內(nèi)存地址。a和b的值其實(shí)是兩個(gè)不同的內(nèi)存地址的值，所以使用"=="操作符，結(jié)果會(huì)是false。誠(chéng)然，a和b所指的對(duì)象，它們的內(nèi)容都是"foo"，應(yīng)該是“相等”，但是==操作符并不涉及到對(duì)象內(nèi)容的比較。

　　對(duì)象內(nèi)容的比較，正是equals方法做的事。

　　看一下Object對(duì)象的equals方法是如何實(shí)現(xiàn)的：

　　boolean equals(Object o){

　　return this==o;

　　}

　　Object對(duì)象默認(rèn)使用了==操作符。所以假如你自創(chuàng)的類沒(méi)有覆蓋equals方法，那你的類使用equals和使用==會(huì)得到同樣的結(jié)果。同樣也可以看出，Object的equals方法沒(méi)有達(dá)到equals方法應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)：比較兩個(gè)對(duì)象內(nèi)容是否相等。因?yàn)榇鸢笐?yīng)該由類的創(chuàng)建者決定，所以O(shè)bject把這個(gè)任務(wù)留給了類的創(chuàng)建者。

　　看一下一個(gè)極端的類：

　　Class Monster{
　　PRivate String content;
　　...
　　boolean equals(Object another){ return true;}

　　}

　　我覆蓋了equals方法。這個(gè)實(shí)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致無(wú)論Monster實(shí)例內(nèi)容如何，它們之間的比較永遠(yuǎn)返回true。

　　所以當(dāng)你是用equals方法判定對(duì)象的內(nèi)容是否相等，請(qǐng)不要想當(dāng)然。因?yàn)榭赡苣阏J(rèn)為相等，而這個(gè)類的作者不這樣認(rèn)為，而類的equals方法的實(shí)現(xiàn)是由他把握的。假如你需要使用equals方法，或者使用任何基于散列碼的集合（HashSet,HashMap,HashTable），請(qǐng)察看一下java doc以確認(rèn)這個(gè)類的equals邏輯是如何實(shí)現(xiàn)的。
　　
　　問(wèn)題三：String到底變了沒(méi)有？

　　沒(méi)有。因?yàn)镾tring被設(shè)計(jì)成不可變(immutable)類，所以它的所有對(duì)象都是不可變對(duì)象。請(qǐng)看下列代碼：

　　String s = "Hello";
　　s = s + " world!";

　　s所指向的對(duì)象是否改變了呢？從本系列第一篇的結(jié)論很輕易導(dǎo)出這個(gè)結(jié)論。我們來(lái)看看發(fā)生了什么事情。在這段代碼中，s原先指向一個(gè)String對(duì)象，內(nèi)容是"Hello"，然后我們對(duì)s進(jìn)行了+操作，那么s所指向的那個(gè)對(duì)象是否發(fā)生了改變呢？答案是沒(méi)有。這時(shí)，s不指向原來(lái)那個(gè)對(duì)象了，而指向了另一個(gè)String對(duì)象，內(nèi)容為"Hello world!"，原來(lái)那個(gè)對(duì)象還存在于內(nèi)存之中，只是s這個(gè)引用變量不再指向它了。

　　通過(guò)上面的說(shuō)明，我們很輕易導(dǎo)出另一個(gè)結(jié)論，假如經(jīng)常對(duì)字符串進(jìn)行各種各樣的修改，或者說(shuō)，不可預(yù)見(jiàn)的修改，那么使用String來(lái)代表字符串的話會(huì)引起很大的內(nèi)存開銷。因?yàn)镾tring對(duì)象建立之后不能再改變，所以對(duì)于每一個(gè)不同的字符串，都需要一個(gè)String對(duì)象來(lái)表示。這時(shí)，應(yīng)該考慮使用StringBuffer類，它答應(yīng)修改，而不是每個(gè)不同的字符串都要生成一個(gè)新的對(duì)象。并且，這兩種類的對(duì)象轉(zhuǎn)換十分輕易。

　　同時(shí)，我們還可以知道，假如要使用內(nèi)容相同的字符串，不必每次都new一個(gè)String。例如我們要在構(gòu)造器中對(duì)一個(gè)名叫s的String引用變量進(jìn)行初始化，把它設(shè)置為初始值，應(yīng)當(dāng)這樣做：

　　public class Demo {
　　private String s;
　　...
　　public Demo {
　　s = "Initial Value";
　　}
　　...
　　}

　　而非

　　s = new String("Initial Value");

　　后者每次都會(huì)調(diào)用構(gòu)造器，生成新對(duì)象，性能低下且內(nèi)存開銷大，并且沒(méi)有意義，因?yàn)镾tring對(duì)象不可改變，所以對(duì)于內(nèi)容相同的字符串，只要一個(gè)String對(duì)象來(lái)表示就可以了。也就說(shuō)，多次調(diào)用上面的構(gòu)造器創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象，他們的String類型屬性s都指向同一個(gè)對(duì)象。
　　上面的結(jié)論還基于這樣一個(gè)事實(shí)：對(duì)于字符串常量，假如內(nèi)容相同，Java認(rèn)為它們代表同一個(gè)String對(duì)象。而用要害字new調(diào)用構(gòu)造器，總是會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，無(wú)論內(nèi)容是否相同。

　　至于為什么要把String類設(shè)計(jì)成不可變類，是它的用途決定的。其實(shí)不只String，很多Java標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)中的類都是不可變的。在開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候，我們有時(shí)候也需要設(shè)計(jì)不可變類，來(lái)傳遞一組相關(guān)的值，這也是面向?qū)ο笏枷氲捏w現(xiàn)。不可變類有一些優(yōu)點(diǎn)，比如因?yàn)樗膶?duì)象是只讀的，所以多線程并發(fā)訪問(wèn)也不會(huì)有任何問(wèn)題。當(dāng)然也有一些缺點(diǎn)，比如每個(gè)不同的狀態(tài)都要一個(gè)對(duì)象來(lái)代表，可能會(huì)造成性能上的問(wèn)題。所以Java標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)還提供了一個(gè)可變版本，即StringBuffer。
　　 問(wèn)題四：final要害字到底修飾了什么？

　　final使得被修飾的變量"不變"，但是由于對(duì)象型變量的本質(zhì)是“引用”，使得“不變”也有了兩種含義：引用本身的不變，和引用指向的對(duì)象不變。

　　引用本身的不變：

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