基于《Java编程思想》第四版
前言
“程序就是算法加数据结构”,而算法就是控制语句加操作符,编写一个程序就是使用控制语句加操作符去操作数据结构,因此我从Java的控制语句、操作符以及如何组织数据结构开始入手。因为有C/C++的基础,所以不免会以对比的方式去理解Java。
控制语句
除了没有goto
,Java的控制流程的关键字和C++是一样的,很好理解。不过Java中的break
和continue
除了C++的正常作用外(跳出或继续当前循环),还有类似C++中goto
的功能,但是使用上是有限制的,即标签与for
、while(){}
、do{}while()
或switch
之间不能有其他语句,否则就会有编译错误。
- 使用
break
跳转到标签后,会直接跳过标签后紧跟着的循环或者switch
代码,而不是从标签位置重新开始执行。
int[] a = {1,2,3,4};
Label:
// 这里不能有任何语句
for( int i : a ){
System.out.println("loop 1 i = " + i);
for( int j : a ){
System.out.println("loop 2 j = " + j);
break Label;
}
}
// break Lable后会直接执行下面的代码,而不是继续循环
System.out.println("loop over");
- 使用
continnue
跳转到标签后,会继续执行标签后紧跟着的循环代码,但并非重头开始执行而是从原本的基础上继续执行
int[] a = {1,2,3,4};
Label:
// 这里不能有任何语句
for( int i : a ){
System.out.println("loop 1 i = " + i);
for( int j : a ){
System.out.println("loop 2 j = " + j);
continue Label;
}
}
System.out.println("loop over");
运行以上代码就会发现break Label
的含义就是跳出Label
标识的循环,而continue Label
的含义是继续循环Label
标识的循环,这和C++的goto
是不同的。C++中的goto
会将让程序执行流回到Label
的位置,重新执行Label
后的代码。
操作符
Java多了一个无符号右移操作符>>>
,其他都和C/C++一样,也很好掌握。不过Java中无法进行操作符重载,因此理论上操作符应该只能作用于数值类型。但实际上,Java的String
类型也可以使用=
、+
和+=
操作符,我想应该是因为字符串的赋值和拼接是很常见的操作,所以Java就在内部偷偷给String
类型做了这些操作符的重载。这虽然带来了一定的便利,但是因为String
类型的其他操作符并没有重载,所以让我感觉不一致,比较难受。比如下面这段代码,因为String
的==
并未重载,所以并不会打印"same string"
String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");
if( s1 == s2 ){
System.out.println(“same string”);
}
在C++中,则可以通过操作符重载,使得std::string
类型可以使用==
操作符比较是否为相同字符串,很一致。
还有一点,Java中并没有sizeof
操作符。我想这是因为Java不想让程序员去关注内存分配,自然也就无需关心类型大小,再者基础类型的大小在Java中是固定的,所以sizeof
就无用武之地了。C中分配内存的函数,如malloc
等,都是需要指定大小的,且基础类型在不同平台的大小可能是不一样大的,因此必须有sizeof
计算大小。
类型
Java有以下基础类型
这些基础类型的大小都是固定的,而且所有数值类型都是有符号的。
Java通过class
关键字来自定义类型,其结构与C++类似,只是不需要在}
后加;
。
class MyType{
...
}
C++中的自定义类型除非指定继承否则是没有继承关系的,但是在Java中所有类型都隐式继承自Object
。Java中有很多已经定义好的类型,比如基础类型的包装器类型、String
等等,学习并使用这些已经定义好的类型是水磨工夫,起初了解一下就可以了。
Java的函数的定义语法和C++是一模一样的,但是函数只能在类型的命名空间里即只能在
class {这里面}
定义,而不能在全局命名空间中定义。函数在Java中应该叫方法,不知道叫函数会不会有误解。
Java的自定义类型中可以包含其他类型的变量或者继续定义类型(内部类)。其他类型的变量,C++中叫成员变量,但似乎Java中叫域。
实例化类型
Java实例化类型的语法和C++一模一样,但是有一些限制。
- 基础类型只能直接实例化,无法用
new
实例化
int x = 1;
- 特定类型,比如基础类型的包装器类型、
String
类型等,可以直接赋值(本质上是编译器帮你做了一次隐式转换),或使用new
实例化
Integer n1 = 1;
Integer n2 = new Integer(1);
String s1 = "hello";
String s2 = new String("hello"); // 不推荐这么用,转换后的字节码更多
- 其余类型的实例化必须使用
new
关键字
MyType m = new MyType(1);
// MyType m = 1; 不会进行一次隐式转换,编译报错
可以感觉到很强烈的不一致!!
基础类型的变量空间存储的是真实数值,而其他类型的变量空间存储的是实例化对象的引用。Java中的引用和C++的引用并不是一个意思,Java中的引用更像是C++中的指针。在C++中,引用是一个实例对象的别名,一旦确定就无法变更其引用的对象,但是在Java中可以变更引用的实例化对象,比如
Integer a = new Integer (1);
a = new Integer(2);
在函数传参中,这点就更明显了,比如下面的函数,我们叫a
和b
是引用,但实际呢,这只是值传递,swap()
中的交换并不会影响实际对象的值。整个函数就是交换了一下a
和b
这两个局部变量指向的对象而已。
void swap(Integer a, Integer b){
Integer tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
就类似于以下C++代码
void swap(int* a, int* b){
int* tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
从上面看所谓对象的引用其实就是把对象的地址值(不是内存地址,只需要是一个唯一位置的标识即可)保存到了变量空间里。从这个角度去理解,基础类型的变量和其他类型的变量存储的东西可以认为是一样的。Java中只有值传递。
访问控制
和C++一样,Java也有针对类、方法、域的访问权限控制。Java除了public
、proteceted
和private
这些权限外,还有一种包访问权限。当不带另外三个权限关键字时,就是包访问权限了。在Java中可以将一些源文件定义为一个包,因此就有了包访问权限,即同一包内可以访问。Java中的包类似于C++的动态库,C++中虽然没有明确说包(库)访问权限,但实际上是有的,比如Linux下可以通过链接时的参数version-script
指定动态库的导出符号,那些未导出的符号就是包(库)访问权限了。
文件组织
一个.java
源文件中只能有一个public
类,且源文件名必须和这个public
类的名字保持一致。其他类只能是包访问权限,当然内部类是不受这个限制的,可以是任意权限。每个类型都可以有一个public static void main(String[] agrs)
,这是执行的入口。因为函数都是在类的命名空间里,所以存在多个main()
也是可以的,指定执行的类就会调用对应的main()
。
结语
因为IDE的强大,所以很多东西只需要脑子里有点印象,做到写代码时看到错误提示就能想到是为什么就可以了,熟能生巧。