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Java中的变量和对象

时间:2014-06-06 16:31:21      阅读:302      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:c   java   a   int   get   使用   

1.   栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同,Java自动管理栈和堆,程序员不能直接地设置栈或堆。

2.   栈的优势是,存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是,存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。另外,栈数据可以共享,详见第3点。堆的优势是可以动态地分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度较慢。

3.   Java中的数据类型有两种。
    一种是基本类型(primitive   types),   共有8种,即int,   short,   long,   byte,   float,   double,   boolean,   char(注意,并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如int   a   =   3;   long   b   =   255L;的形式来定义的,称为自动变量。值得注意的是,自动变量存的是字面值,不是类的实例,即不是类的引用,这里并没有类的存在。如int   a   =   3;   这里的a是一个指向int类型的引用,指向3这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了),出于追求速度的原因,就存在于栈中。
    另外,栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。假设我们同时定义

    int   a   =   3;  
    int   b   =   3;

      编译器先处理int   a   =   3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查找有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处理int   b   =   3;在创建完b的引用变量后,由于在栈中已经有3这个字面值,便将b直接指向3的地址。这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。

      特别注意的是,这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象,如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态,那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反,通过字面值的引用来修改其值,不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例,我们定义完a与   b的值后,再令a=4;那么,b不会等于4,还是等于3。在编译器内部,遇到a=4;时,它就会重新搜索栈中是否有4的字面值,如果没有,重新开辟地址存放4的值;如果已经有了,则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。

    另一种是包装类数据,如Integer,   String,   Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部存在于堆中,Java用new()语句来显示地告诉编译器,在运行时才根据需要动态创建,因此比较灵活,但缺点是要占用更多的时间。

4.   String是一个特殊的包装类数据。即可以用String   str   =   new   String( "abc ");的形式来创建,也可以用String   str   =   "abc ";的形式来创建(作为对比,在JDK   5.0之前,你从未见过Integer   i   =   3;的表达式,因为类与字面值是不能通用的,除了String。而在JDK   5.0中,这种表达式是可以的!因为编译器在后台进行Integer   i   =   new   Integer(3)的转换)。前者是规范的类的创建过程,即在Java中,一切都是对象,而对象是类的实例,全部通过new()的形式来创建。Java   中的有些类,如DateFormat类,可以通过该类的getInstance()方法来返回一个新创建的类,似乎违反了此原则。其实不然。该类运用了单例模式来返回类的实例,只不过这个实例是在该类内部通过new()来创建的,而getInstance()向外部隐藏了此细节。那为什么在String   str   =   "abc ";中,并没有通过new()来创建实例,是不是违反了上述原则?其实没有。

5.   关于String   str   =   "abc "的内部工作。Java内部将此语句转化为以下几个步骤:
    (1)先定义一个名为str的对String类的对象引用变量:String   str;
      (2)在栈中查找有没有存放字面值为 "abc "的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为 "abc "的地址,接着创建一个新的String类的对象o,并将o   的字符串值指向这个地址,而且在栈中这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为 "abc "的地址,则查找对象o,并返回o的地址。
    (3)将str指向对象o的地址。
    值得注意的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String   str   =   "abc ";这种场合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用!
   
    为了更好地说明这个问题,我们可以通过以下的几个代码进行验证。

    String   str1   =   "abc ";
    String   str2   =   "abc ";
    System.out.println(str1==str2);     //true
   
    注意,我们这里并不用str1.equals(str2);的方式,因为这将比较两个字符串的值是否相等。==号,根据JDK的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是,str1与str2是否都指向了同一个对象。
    结果说明,JVM创建了两个引用str1和str2,但只创建了一个对象,而且两个引用都指向了这个对象。

    我们再来更进一步,将以上代码改成:

    String   str1   =   "abc ";
    String   str2   =   "abc ";
    str1   =   "bcd ";
    System.out.println(str1   +   ", "   +   str2);     //bcd,   abc
    System.out.println(str1==str2);     //false

    这就是说,赋值的变化导致了类对象引用的变化,str1指向了另外一个新对象!而str2仍旧指向原来的对象。上例中,当我们将str1的值改为 "bcd "时,JVM发现在栈中没有存放该值的地址,便开辟了这个地址,并创建了一个新的对象,其字符串的值指向这个地址。
      事实上,String类被设计成为不可改变(immutable)的类。如果你要改变其值,可以,但JVM在运行时根据新值悄悄创建了一个新对象,然后将这个对象的地址返回给原来类的引用。这个创建过程虽说是完全自动进行的,但它毕竟占用了更多的时间。在对时间要求比较敏感的环境中,会带有一定的不良影响。

    再修改原来代码:

    String   str1   =   "abc ";
    String   str2   =   "abc ";
   
    str1   =   "bcd ";
   
    String   str3   =   str1;
    System.out.println(str3);     //bcd

    String   str4   =   "bcd ";
    System.out.println(str1   ==   str4);     //true
       
    str3   这个对象的引用直接指向str1所指向的对象(注意,str3并没有创建新对象)。当str1改完其值后,再创建一个String的引用str4,并指向因str1修改值而创建的新的对象。可以发现,这回str4也没有创建新的对象,从而再次实现栈中数据的共享。

    我们再接着看以下的代码。

    String   str1   =   new   String( "abc ");
    String   str2   =   "abc ";
    System.out.println(str1==str2);     //false

    创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。

    String   str1   =   "abc ";
    String   str2   =   new   String( "abc ");
    System.out.println(str1==str2);     //false

    创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。

    以上两段代码说明,只要是用new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。

6.   数据类型包装类的值不可修改。不仅仅是String类的值不可修改,所有的数据类型包装类都不能更改其内部的值。

7.   结论与建议:

    (1)我们在使用诸如String   str   =   "abc ";的格式定义类时,总是想当然地认为,我们创建了String类的对象str。担心陷阱!对象可能并没有被创建!唯一可以肯定的是,指向   String类的引用被创建了。至于这个引用到底是否指向了一个新的对象,必须根据上下文来考虑,除非你通过new()方法来显要地创建一个新的对象。因此,更为准确的说法是,我们创建了一个指向String类的对象的引用变量str,这个对象引用变量指向了某个值为 "abc "的String类。清醒地认识到这一点对排除程序中难以发现的bug是很有帮助的。

    (2)使用String   str   =   "abc ";的方式,可以在一定程度上提高程序的运行速度,因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String   str   =   new   String( "abc ");的代码,则一概在堆中创建新对象,而不管其字符串值是否相等,是否有必要创建新对象,从而加重了程序的负担。这个思想应该是享元模式的思想,但JDK的内部在这里实现是否应用了这个模式,不得而知。

    (3)当比较包装类里面的数值是否相等时,用equals()方法;当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时,用==。

    (4)由于String类的immutable性质,当String变量需要经常变换其值时,应该考虑使用StringBuffer类,以提高程序效率。

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原文地址:http://www.cnblogs.com/xjqlove1989/p/3766393.html

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