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Java初学者都必须理解的六大问题


 

对于这个系列里的问题,每个学Java的人都应该搞懂。当然,如果只是学Java玩玩就无所谓了。如果你认为自己已经超越初学者了,却不很懂这些问题,请将你自己重归初学者行列。

 

  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,一半的人大概会回答错误。

 

  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。比较好理解的一点是:

 

 

  int a=10;

  int b=10;

 

  则a==b将是true

 

  但不好理解的地方是:

 

 

  String a=new String("foo");

  String b=new String("foo");

 

  则a==b将返回false

 

  根据前一帖说过,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。

 

  看一下一个极端的类:

 

 

  Class Monster{

  private String content;

  ...

  boolean equals(Object another){ return true;}

 

  }

 

  我覆盖了equals方法。这个实现会导致无论Monster实例内容如何,它们之间的比较永远返回true

 

  所以当你是用equals方法判断对象的内容是否相等,请不要想当然。因为可能你认为相等,而这个类的作者不这样认为,而类的equals方法的实现是由他掌握的。如果你需要使用equals方法,或者使用任何基于散列码的集合(HashSet,HashMap,HashTable),请察看一下java doc以确认这个类的equals逻辑是如何实现的。

  

  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。这时,应该考虑使用StringBuffer类,它允许修改,而不是每个不同的字符串都要生成一个新的对象。并且,这两种类的对象转换十分容易。

 

  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。

  上面的结论还基于这样一个事实:对于字符串常量,如果内容相同,Java认为它们代表同一个String对象。而用关键字new调用构造器,总是会创建一个新的对象,无论内容是否相同。

 

  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