java初学者必看:你必须理解的五大问题

这个系列里的问题,是每个java学习者都应该明白的。除非你只是感兴趣,学java玩玩。如果你认为自己已经超越初学者了,却还是不懂,那建议你重新开始学。

问题一:我声明了什么!

String s = "Hello world!";

许多人都做过这样的事情,但是,我们到底声明了什么?回答通常是:一个String,内容是“Hello world!”。这样模糊的回答通常是概念不清的根源。如果要准确的回答,一半的人大概回答错误。

这个语句声明的是一个指向对象的引用,名为“s”,可以指向类型为String的任何对象,目前指向"Hello world!"这个String类型的对象。这就是真正发生的事情。我们并没有声明一个String对象,我们只是声明了一个只能指向String对象的引用变量。所以,如果在刚才那句语句后面,如果再运行一句:

String string = s;

我们是声明了另外一个只能指向String对象的引用,名为string,并没有第二个对象产生,string还是指向原来那个对象,也就是,和s指向同一个对象。

问题二:"=="equals方法究竟有什么区别?

==操作符专门用来比较变量的值是否相等。(==比较操作对象的引用是否相等,equals比较该引用所指向的内容是否相等)比较好理解的一点是:

int a=10;

int b=10;

a==b将是true

但不好理解的地方是:

String a=new String("foo");

String b=new String("foo");

a==b将返回false

对象变量其实是一个引用,它们的值是指向对象所在的内存地址,而不是对象本身。ab都使用了new操作符,意味着将在内存中产生两个内容为"foo"的字符串,既然是两个,它们自然位于不同的内存地址。ab的值其实是两个不同的内存地址的值,所以使用"=="操作符,结果会是false。诚然,ab所指的对象,它们的内容都是"foo",应该是相等,但是==操作符并不涉及到对象内容的比较。

对象内容的比较,正是equals方法做的事。

看一下Object对象的equals方法是如何实现的:

boolean equals(Object o){ return this==o;

}

Object对象默认使用了==操作符。所以如果你自创的类没有覆盖equals方法,那你的类使用equals和使用==会得到同样的结果。同样也可以看出,Objectequals方法没有达到equals方法应该达到的目标:比较两个对象内容是否相等。因为答案应该由类的创建者决定,所以Object把这个任务留给了类的创建者。

 

问题三:String到底变了没有?

没有。因为String被设计成不可变(immutable)类,所以它的所有对象都是不可变对象。请看下列代码:

String s = "Hello";

s = s + " world!";

s所指向的对象是否改变了呢?从本系列第一篇的结论很容易导出这个结论。我们来看看发生了什么事情。在这段代码中,s原先指向一个String对象,内容是"Hello",然后我们对s进行了+操作,那么s所指向的那个对象是否发生了改变呢?答案是没有。这时,s不指向原来那个对象了,而指向了另一个String对象,内容为"Hello world!",原来那个对象还存在于内存之中,只是s这个引用变量不再指向它了。

通过上面的说明,我们很容易导出另一个结论,如果经常对字符串进行各种各样的修改,或者说,不可预见的修改,那么使用String来代表字符串的话会引起很大的内存开销。因为String对象建立之后不能再改变,所以对于每一个不同的字符串,都需要一个String对象来表示。同时,我们还可以知道,如果要使用内容相同的字符串,不必每次都new一个String。例如我们要在构造器中对一个名叫sString引用变量进行初始化,把它设置为初始值,应当这样做:

public class Demo {

private String s;

...

public Demo {

s = "Initial Value";

}

...

}

而非

s = new String("Initial Value");

后者每次都会调用构造器,生成新对象,性能低下且内存开销大,并且没有意义,因为String对象不可改变,所以对于内容相同的字符串,只要一个String对象来表示就可以了。也就说,多次调用上面的构造器创建多个对象,他们的String类型属性s都指向同一个对象。

至于为什么要把String类设计成不可变类,是它的用途决定的。其实不只String,很多Java标准类库中的类都是不可变的。在开发一个系统的时候,我们有时候也需要设计不可变类,来传递一组相关的值,这也是面向对象思想的体现。不可变类有一些优点,比如因为它的对象是只读的,所以多线程并发访问也不会有任何问题。当然也有一些缺点,比如每个不同的状态都要一个对象来代表,可能会造成性能上的问题。所以Java标准类库还提供了一个可变版本,即StringBuffer

问题四:到底要怎么样初始化!

先来看一下Java中有哪些种类的变量。

1. 类的属性,或者叫值域

2. 方法里的局部变量

3. 方法的参数

对于第一种变量,Java虚拟机会自动进行初始化。如果给出了初始值,则初始化为该初始值。如果没有给出,则把它初始化为该类型变量的默认初始值。

int类型变量默认初始值为0

float类型变量默认初始值为0.0f

double类型变量默认初始值为0.0

boolean类型变量默认初始值为false

char类型变量默认初始值为0ASCII码)

long类型变量默认初始值为0

所有对象引用类型变量默认初始值为null,即不指向任何对象。注意数组本身也是对象,所以没有初始化的数组引用在自动初始化后其值也是null.

问题五:final关键字到底修饰了什么?

final使得被修饰的变量"不变",但是由于对象型变量的本质是引用,使得不变也有了两种含义:引用本身的不变,和引用指向的对象不变。

引用本身的不变:

final StringBuffer a=new StringBuffer"immutable");final StringBuffer b=new StringBuffer"not immutable");a=b//编译期错误

引用指向的对象不变:

final StringBuffer a=new StringBuffer"immutable");a.append" broken");

可见,final只对引用的(也即它所指向的那个对象的内存地址)有效,它迫使引用只能指向初始指向的那个对象,改变它的指向会导致编译期错误。至于它所指向的对象的变化,final是不负责的。这很类似==操作符:==操作符只负责引用的相等,至于这个地址所指向的对象内容是否相等,==操作符是不管的。

理解final问题有很重要的含义。许多程序漏洞都基于此――final只能保证引用永远指向固定对象,不能保证那个对象的状态不变。在多线程的操作中,一个对象会被多个线程共享或修改,一个线程对对象无意识的修改可能会导致另一个使用此对象的线程崩溃。一个错误的解决方法就是在此对象新建的时候把它声明为final,意图使得它永远不变。其实那是无用的。