[软件构造] 数据类型和类型检查

java数据

基本数据类型（Primitives）	对象数据类型（Object Reference Types）
没有引用，只有值	引用与对应的值不相同
不可变	有的可变，有的不可变
保存在栈中，被使用的时候才存在	保存在堆中，会被垃圾回收机制回收
使用成本低	成本高

基本数据类型（Primitives）：

如int，long，double，boolean，char（首字母小写）

对象数据类型（Object Reference Types）（一般首字母大写）

• Object类是所有类 的基类。所有类默认都继承了 Object类
• 子类与其超类（父类）的关系：
  – 从其超类继承可见字段和方法
  – 可以覆盖（重写）方法来改变他们的行为
• 一些分散的知识点：
  – 一些基本数据类型被封装为对象。如Boolean, Integer, Short, Long, Character, Float, Double。在使用构造collections容器的时候只能使用对象数据类型，但对容器操作的时候可以直接使用基本数据类型（语言会自动进行转换）。

1.如：List list = new ArrayList();
list.add(1);
2.上面list.add(1) 会自动执行list.add(Integer.valueOf(1))，但1不是对象类型，但编译能够通过，自动完成转换，但会降低效率;

– 重载运算符和方法：相同的操作名称用于不同 的数据类型。java不支持重载运算符（除了String的“+”运算（相当于执行 String c = (new StringBuilder(String.valueOf(a))).append(b).toString(); ）等少量情况之外），或者说，java已经好了关于数字的运算符

变量类型的确定：

所有变量的类型在编译时（程序运行之前）都是已知的，因此编译器也可以推断出所有表达式的类型。如果a和b声明为int，则编译器断定a + b也是int。事实上，Eclipse环境在写代码的时候执行此操作，因此在编译之前打代码的时候IDE便会报错。但是在像Python这样的动态类型语言中，这种检查会延迟到运行时（程序运行时）。

类型检查：

• 分类：
  – 静态检查：在程序运行之前自动发现错误。将操作应用于错误类型的参数会导致错误，静态检查会帮助避免因使用错误类型的操作而导致的错误。一般包括：语法错误、方法的参数个数种类、方法的返回类型等
  – 动态：执行代码时会自动发现错误。检查举例：
  1.非法参数值。 例如，当y实际为零时，在整数表达式x / y中是错误的
  2.超出范围的索引
  3.调用空对象的方法
  – 无：语言根本无法帮助您找到错误。 你必须自己观察，或者得到错误的答案
• 类型转换，java会进行数据类型转换。基本数据类型的如
  double a = 2; // a = 2.0（隐式）
  int a = 18.7; // 报错
  int a = (int)18.7; // a = 18
  对象数据类型的，比如子类型可以转换为父类型，这里不细说了。
• 静态、动态检查对比：
  – 静态检查针对类型，与变量 特定值无关的错误，某些变量的值 只有运行时才会知道，动态检查针对由特定值引起的错误。
  – 注：double的NaN不是动态检查出来的错误

可变与不可变类型

• 改变变量和改变值的区别：对变量赋值是在改变变 量的指向，指向不同的值；改变可变变量的内容时 ，是在改变变量内部内容的引用。优秀的程序员避免改变变量，容易出问题。因此，我们有不可变类型
• Immutability不变性
  – 概念：
  1.可变类型：一旦被创建，只代表固定值
  2.不可变：可以有改变对象值的方法
  – 不变性是一种主要的设计原则
  – java提供的final修饰符，保证不变引用，一旦指定引用位置，不可再次指定（final修饰的成员变量在构造方法里赋值），Final关键 字对不可变引用提供了静态检查的支持。注意
  1.final class意味着它不能被继承
  2.final variable（变量）意味着它始终包含相同的值/引用但不能更改;
  3.final method（方法）意味着它不能被子类覆盖;
  – 注意：引用不可变，但指向的值却可以是可变的数据类型属于可变类型

Arrays和Collections

• 数组（Arrays）：长度固定的序列
• List：可变长度的序列。具体实例化：如ArrayList 、LinkedList。注：1、List是一个接口，不可实例化。2、List的成员必须是对象类型
• Set：零个或多个唯一对象的无序集合，对象不能重复出现。set是抽象接口。具体实例化：HashSet
• Map：键值对，抽象接口。具体实例化：HashMap
• 从Arrays建立list：
  Arrays.asList(new String[] { “a”, “b”, “c” })
• collections：
  – b、c以及Quene的集合均继承自Collections，使用Collections的时候我们可以限制Collections中包含的对象类型。
  – 当添加一个成员时 ，编译器执行静态检查，确保只添加合适类型的成员。
• 迭代器（Iterator）：
  – 迭代器是一个对象，它遍历一组序列元素并逐个返回元素。遍历时默认调用迭代器。
  – 改变序列可能会破坏迭代器。比如迭代的时候不能从序列中remove元素

一些不可变类型

可变类型的不可变包装（Unmodifiable wrappers）：List–Collections.unmodifiableList。Set – Collections.unmodifiableSet。Map – Collections.unmodifiableMap

空引用（Null references）

• 对象和数组的引用可以采用特殊值Null，这意味着引用不指向对象。注意：null是Java类型系统中一个不幸的漏洞
• 基本数据类型，不能复制为null。可以为任何非基本数据类型赋值null，编译器在编译时很好地接受此代码。
• 注意：null指的不是“”或者空的array或Collections，非空的collection可以包含null值
• 由于粗心地使用null会导致各种各样的错误，null的含义含糊不清。比如Map.get(key)返 回null可能是key对应的值就是null，或者map中没有此key对应的值，所以建议不要使用null。而且，在参数和返回值中隐式禁止null。

总结

数据类型是编程的基础。java为我们提供了基本数据类型以及对象数据类型。合理的使用它们、了解它们的性质是进一步编程的基础。因此，一定要搞清基本数据类型与对象数据类型的区别，不要弄混了类、引用、对象等概念。