第2章 一切都是对象

2.1 用引用操纵对象

相对于C++中操纵对象的方式（指针，引用和对象名），Java中操纵对象的方式较为单一，只存在引用操纵。但这里需要注意，Java中的引用与C++中的引用有着很大的不同，Java里的引用实质上由指针实现，可以看作是一个C++中的Smart Pointer。

先来回忆一下C++中的引用与指针的区别 ：

1. 引用必须总是指向一个对象，因此必须总是赋初始值。（A reference must always refer to an object, and therefore, must always be initlized.）
2. 指针并没有如上的限制，而且一个指针所指向的对象可以被重新指派，而引用则不可以，引用一旦被赋值就再也无法更改。

Java中的引用兼具C++中的指针和应用两者的优点（或者说便利），Java中的引用与C++中的引用一样不需要你用解引用操作符(*)来操作，但它又可以不附上初始值，而且就算附上了初始值它仍然可以被重新赋值（这里其实是Java的“引用”这个对象本身的值--也就是实际指向对象的地址，被新的值替换掉了，并不修改原指向对象本身的地址或者内容）。下面的这个图或许更容易让你理解一些。

假设有一个名为Person的Class

Person p = new Person("Jason");

 

如图所示，变量p实际并不存储一个真正的Person对象，真正的Person对象存放于Heap中，p中存放的实际是Heap中Person对象的地址。

p = new Person("Ada");

是的，正如在下图所看到的，p可以重新指向堆中的其他Person对象。

正如上面看到的，p中存放的是地址，它的值可以被重新指派，而是用p的时候我们又可以像C++中对于引用的使用一样方便。

上面的图只是最一般的情况，并不总是正确，比如对于String这个特殊的Java对象，它的对象并不存放于Heap中，而是存放于静态数据区。

2.2 必须由你创建所有对象

2.2.1 存储到什么地方

1. 寄存器：由编译器根据需求进行分配，程序员无法直接控制，也无法感觉到寄存器的存在。
2. 堆栈（stack）：对象引用存放于此，但对象本身并不存储与其中。（详见上图）
3. 堆（heap）：用于存放所有的Java对象。
4. 静态存储区（static）：你可以用static关键字来标识一个对象的特定元素是静态的，但Java对象本身从来不会存放在这个区域。
5. 常量存储（constant storage）：常量值通常直接存放在程序代码内部。
6. 非RAM存储（non-RAM storage）：比如流对象，持久化对象。

2.2.2 特例：基本类型

万事都有特例，关于对象的存储或者说引用本身包含的内容上Java存在一个特例，其实跟个确切的说Java的世界里，并非万物皆为对象。这一点与Python，Ruby等纯粹的面向对象语言来说，石油一个显著的区别的，这一点或许可以用《Effective C++》中的Item01来解释，C++是一个若干子语言的联合体，在面向过程的世界里它展现的是C语言的特性，在面向对象的世界里它展现的是OOP的特性，在Template里它展示的是GP的特性。在Java的世界里，遇到了Native类型（boolean, char, byte, short, int, long, float, double, void)一切都变了。

int p = 2;

这里p这个变量（或者用更专业一点的Java属于来说--引用p）中保存的不再是地址，而是数字2。这里应该是一个占4Byte空间，数值为2。注意这里不需要使用new。注意boolean和void两种类型都不具有空间大小，Native和对应的包装器的关系如下表。

Native	大小	包装器类型
boolean	-	Boolean
char	2 Bytes	Character
byte	1 Byte	Byte
short	2 Bytes	Short
int	4 Bytes	Integer
long	8 Bytes	Long
float	4 Bytes	Float
double	8 Bytes	Double
void	-	Void

 2.2.3 Java中的数组

数组在C++中就是一个特例，我们先来回忆一下。

Natvie数组的声明不会引发初始化，也就是说数组的声明仅仅申请到了空间，但未给空间赋值。

#include <iostream>
int main ()
{
  int num1[2];
  int* num2 = new int[2];
  ::std::cout << "num1[0] " << num1[0] << ::std::endl; /*Warning:使用一个未被初始化的变量*/
  ::std::cout << "num2[1] " << num2[1] << ::std::endl;
  return 0;
}

 

对于对象数组来说，默认构造函数（不含有参数，或者所有参数都有Default值的构造函数）会被调用，如果没有默认构造函数不可访问，或者没有定义默认构造函数，但有定义其他非默认构造函数的话，那么就会出现Compile Error，这里就不再代码示例了。 

回到Java，Java中一切皆引用（遇到Native就是例外）。同样Java中的数组中包含的也都是引用，遇到是Native类型的话，那就直接存储了。Java比C++方便，或者说安全的两点特性：数组的越界访问会被限制；数组会被初始化（C++的对象数组也会被初始化，而且是真正的初始化），Native类型会被初始化为全零，非Native类型其实也是全零，也就是一个空的引用。通过对比我们可以发现，其实C++的对象数组声明要比Java的初始化工作做得更多一些。

public class HelloWorld{

     public static void main(String []args){
        int arr1[] = new int[2];
        Integer arr2[] = new Integer[2];
        System.out.println(arr1[0]);
        System.out.println(arr2[0]);
     }
} 
/*
0
null
*/

2.3 永远不需要销毁对象

2.3.1 作用域

没啥好说的，与C++一样的{}为作用域，但需要注意的是，Java中嵌套作用域中不可以重复定义同名变量，也就是如下的写法在C++中可以，但在Java中是不行的。

{
    int a = 3;
    {
        double a = 5.0;
    }
}

2.3.2 对象的作用域 

在C++中对象脱离了作用域后就会销毁（编译器会调用对象的析构函数），在Java中对象本身并没有明确的结束点（GC调用时候才会被销毁），但Java的对象引用，在这里把它看作C++中的职能指针，脱离了作用域一样会消失，再也无法使用。

2.4 创建新的数据类型

Native成员具有初始值，Natvie局部变量不具备此特性。

你必须总是用new这个关键字创建新的对象，Native除外。

2.5 方法，参数和返回值

与C++一样，Java中的方法签名=方法名+参数列表

Java中只存在一种传递参数的方式：Pass By Value。回忆下C++，普遍认为有三种：Pass By Value, Pass By Pointer & Pass By Reference，但我觉得Pass By Pointer毫无疑问只是Pass By Value的一种罢了。要理解Java的Pass By Value传参方式，必须要记住Java的引用实际上是C++的智能指针，智能指针中存放的是分配在Heap上的对象的地址罢了。这也是为什么在Java中，无法通过简单的swap(int a, int b)对两个基本类型进行交换的原因了。

2.6 构建一个Java程序

import static的用法，这是一个Java 5中引入的特性，你可以引入某个包中的static成员，而省去了前面一大堆的包修饰符。

import static java.lang.System.out;
public class HelloWorld{
     public static void main(String []args){
        out.println("Hello World");
     }
}

 

2.7 你的第一个Java程序

java.lang被自动导入到你的程序中。

2.8 注释和嵌入式文档

没什么好说的，注释中可以嵌入HTML标签。

2.9 编码风格

驼峰式命名法则，在Java中你不需要下划线！