有关java语法的一些细节(与c++比较)

本文记录一些javase的细节，多与c++进行比较。

 

 

java8种基本类型

数据类型名称	占用字节	默认值	包装类
byte(字节型)	1	0	Byte
short(短整型)	2	0	Short
char(字符型)	2	\u0000	Character
int(整形)	4	0	Integer
long(长整形)	8	0L	Long
float(单精度浮点型)	4	0.0f	Float
double(双精度浮点数)	8	0.0d	Double
boolean(布尔值)	1bit(JVM)	false	Boolean

 

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与c++不同，java不支持方法参数的默认值设置，因此若有此需要，可以使用重载的方式去实现，如：

public class Test {
    public int func(int a, String b){
        //TODO
    }

    public int func(){
        return func(0,new String("defult"));
    }
...
}

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java中类型转换都是动态进行的，类似于c++的std::dynamic_cast。在进行不安全的转换时会抛出异常。

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java中char默认占两个字节(默认编码格式为UTF-16)。

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java中的abstract关键字，若修饰方法则类似于c++中的virtual，修饰类则与c++中的纯虚类类似，被abstract修饰的类可以有普通方法，需注意，若一个类有abstract方法，则该类必须被abstract修饰。

java中的final关键字，在修饰函数和类时和c++中的final效果一致，防止子类重写和继承。但是java中final可修饰变量，作用类似于c++的const

java中的interface接口类似于c++的纯虚类，但是Java中有纯虚类abstract，但是interface支持多继承，即一个类实现多个接口，但java中无法一个类继承多个父类。接口可以有成员，但是必须修饰为　　　　　　　　　　       public static final，接口的方法中只能是抽象方法（需注意，java8以后，接口可以有默认方法（被default修饰的方法），也可以有静态方法）

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对于java中的父类继承和接口实现的区别：继承的关系是“是不是”，而实现的关系是“有没有”，比如‘大雁’类，其继承于父类‘鸟’类，实现了接口‘翅膀’

 

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java不支持运算符重载，在进行一些比较的时候应使用方法而非运算符。例如比较两个String内容是否相同应使用equals方法而非直接==，否则比较的是两者栈中的地址值。

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 java不允许在三元条件运算符中进行赋值操作，如 return (f[x]==x)?x:f[x]=find(f[x]); 该句无法通过编译，需要对f[x]=find(f[x])外层加括号，而c++是支持这种形式的。

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java深拷贝方法

• 重写对象即对象成员的clone方法
• 利用序列化反序列化来深拷贝

protected Son deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
   
      Son son=null;
      //在内存中创建一个字节数组缓冲区，所有发送到输出流的数据保存在该字节数组中
      //默认创建一个大小为32的缓冲区
      ByteArrayOutputStream byOut=new ByteArrayOutputStream();
      //对象的序列化输出
      ObjectOutputStream outputStream=new ObjectOutputStream(byOut);//通过字节数组的方式进行传输
      outputStream.writeObject(this);  //将当前student对象写入字节数组中
 
      //在内存中创建一个字节数组缓冲区，从输入流读取的数据保存在该字节数组缓冲区
      ByteArrayInputStream byIn=new ByteArrayInputStream(byOut.toByteArray()); //接收字节数组作为参数进行创建
      ObjectInputStream inputStream=new ObjectInputStream(byIn);
      son=(Son) inputStream.readObject(); //从字节数组中读取
      return  son;
}

• 通过org.apache.commons中的工具类BeanUtils和PropertyUtils进行对象复制。

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java中所有对象都继承自顶级类Object，Object中存在一些通用方法可以被重写，如toString(),hashCode(),equals()，还有一些不可重写方法如wait，notify等和synchronized相关。

需注意，一般对POJO来说，需要重写toString(),hashCode(),equals()，重写toString是为了方便打印调试；重写hashCode是为了为了配合基于散列的集合一起正常运行，如HashSet，Map等；重写equals是为了方便根据需求判断对象是否相等，同时也避免了哈希冲突所带来的影响，即若两者撞了哈希，可以再通过equals去分辨。

Object常用方法如下：

.toString()　　返回String对象，默认返回对象地址，可重写。

.equals()　　  默认比较两个引用变量是否指向同一个对象（内存地址），可重写。

.hashCode()　将与对象相关的信息映射成一个哈希值，默认的实现hashCode值是根据内存地址换算出来，可重写。

.clone()　　　 就如上一条内容提到的，java无法用=直接拷贝，因此可用使用clone去拷贝对象，clone默认是浅拷贝。需注意：

• 实现Cloneable接口，这是一个标记接口，自身没有方法，这应该是一种约定。调用clone方法时，会判断有没有实现Cloneable接口，没有实现Cloneable的话会抛异常CloneNotSupportedException。
• 覆盖clone()方法，可见性提升为public。

.getClass()　  返回此 Object 的运行时类，常用于java反射机制。

.wait()　　.notify()详见java并发锁

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java中的引用分为强、软、弱、虚

• 强引用：即java普通的引用，存在于栈上，只要有强引用指向的内存空间就不会被gc回收
• 软引用 ：只有在内存空间不足时gc才会回收弱引用指向的内存空间。例子：SoftReference<byte[]> m = new SoftReference<>(new byte[1024*1024*10]);
• 弱引用：只要遇到gc就会被回收。例子：WeakReference<M> m = new WeakReference<>(new M());
• 虚引用：一般不使用，在jvm底层中使用，管理堆外内存。

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 java中的对象和c++对比起来就像是所有都是以引用类型存在，但是需要额外注意一点

c++中的引用对象参数在函数中使用=赋值之后，在外层的主函数的参数也会改变，这是因为c++支持运算符重载，=实际上是拷贝，而java的=是纯粹的赋值，相当于改变了引用自身的值。

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 java支持内部类，即在类的内部再声明一个类：

public class OuterClass {
    class InnerClass {
    }
    static class StaticInnerClass {
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 在静态方法里，不能直接使用OuterClass.this去创建InnerClass的实例
        // 需要先创建OuterClass的实例o，然后通过o创建InnerClass的实例
        // InnerClass innerClass = new InnerClass();
        OuterClass outerClass = new OuterClass();
        InnerClass innerClass = outerClass.new InnerClass();
        StaticInnerClass staticInnerClass = new StaticInnerClass();

        outerClass.test();
    }
    
    public void nonStaticMethod() {
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
        System.out.println("nonStaticMethod...");
    }
}

正如上例代码，内部类创建的时候需先有外部类对象，然后调用外部类.new方法创建，静态内部类可直接创建。

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 java中Arrays.sort()使用的排序算法：对于输入数组类型为基础类型时使用双轴快速排序；对于输入数组类型为包装类型时使用Timsort排序(归并+二分插入)算法

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java.nio提供了非阻塞IO机制，主要由Channel通道、Buffer缓冲区、Selector选择器组成。

NIO和传统IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。传统IO线程会阻塞在read和write上，直到数据被完全读取或写入，而NIO从缓冲区读写，无需等待，无数据时可以去干其他事情，因此在处理网络传输时效率较高。

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 Java中的基本数据类型都有对应的封装 ，当基本数据类型和其对应的封装类型进行以下操作时，编译器会自动进行装箱(将基础类型转化为包装类型)和拆箱(将包装类型转化为基础类型)

• 赋值操作（装箱或拆箱）
• 进行加减乘除混合运算 （拆箱）
• 进行>,<,==比较运算（拆箱）
• 调用equals进行比较（装箱）
• ArrayList、HashMap等集合类添加基础类型数据时（装箱）

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 补充：Byte、Short、Integer、Long包装类均存在一字节缓存[-128，127]，而Character的缓存范围为[0,127]

Integer内部有缓存Integer cache，其下限是-128，上限默认127(即一字节) ，当需要new范围的Integer时，会从缓存中直接取出使用。详见下例

Integer test1 = 99;
Integer test2 = 99;
System.out.println(test1==test2);
test1 = 256;
test2 = 256;
System.out.println(test1==test2);

运行结果：

可见在缓存范围内创建Integer使用的是缓存区内的同一对象。

需注意，仅在装箱时会使用缓存，直接new对象是不会使用缓存的。

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String相关:

String的底层是final char[](JDK9之后为final byte[])，因此String是不可变的，即无法修改String的内部对象也无法修改String的大小，只能改变其指向(重新给予一个String对象)。也正是因为其不可变，让其拥有了线程安全的性质。

需注意，在JDK9之后，String的底层由char[]变为byte[]，这样做是为了节省空间提升效率，即当String中只有Latin-1字符时，其按照1字节的规格进行分配内存，否则按照2字节分配。

 String str = "123";　　String str = new String("123");

以上两种创建方式的区别为，第一种会先从字符串常量池中寻找，若有可用对象则直接用无需再创建，若没有则创建并存入字符串常量池；第二种则会直接在堆中创建，并依然会向字符串常量池存入。可用理解为，只要程序中出现 "xxxx" 字面量，就会向字符串常量池创建String对象储存，因此第二种方式可能产生两个String对象，一个在堆中，一个在常量池中。

有关String的不可变性

String底层的char或byte是final修饰的，因此无法修改。String是线程安全的

实现可变String方法

StringBuilder是一个可变的字符串类，我们可以把它看成是一个容器。常用函数有.append()添加数据并返回自身引用、.reverse()反转容器内容。需注意StringBuilder线程不安全！

StringBuffer的内容和长度同样，都是可以改变的，功能和StringBuilder类似，但是StringBuffer 是线程安全的，内部使用 synchronized 进行同步，因此性能较低。

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前面有提过，jdk8支持接口默认方法，即接口提供一个已实现的方法，不用实现接口的类去额外提供实现方法。

java中不存在多继承（一个子类继承多个父类），但是存在多实现（一个类实现多个接口），对于多个接口存在相同的默认方法，或接口的默认方法与本类或父类方法同名的情况遵循如下规则：

1. 类优先。如果本类中(或父类)提供了一个具体方法符合签名，则同名且具有相同参数列表的接口中的默认方法会被忽略；
2. 接口冲突。如果一个接口提供了一个默认方法，另一个接口提供了一个同名且参数列表相同的方法 (顺序和类型都相同) ，则必须覆盖这个方法来解决冲突 (不覆盖编译器不会编译)；

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 jdk8新特性

 

 

持续记录中...