Effective Java读书笔记——第八章 通用程序设计

本章主要讨论：

• 局部变量的处理

• 控制结构

• 类库的用法

• 各种数据类型的用法

• 反射、本地方法

• 优化、命名惯例

---

第45条：将局部变量的作用域最小化

将局部变量的作用域最小化，可以增强代码的可读性和可维护性，并降低出错的可能性。

要使局部变量的作用域最小化，最有力的方法就是在第一次使用它的地方声明。

过早地声明局部变量不仅会使它的作用域过早地扩展，而且结束的过于晚了——如果变量是在“使用它的块”之外被声明的，当程序退出该块之后，该变量仍是可见的。

每个局部变量都应该包含一个初始化表达式。

下面是一种遍历集合的首选做法：

for(Element e : c) {
    doSth() ...
}

或者：

for (int i = 0, n = expensiveComputation; i < n; ++i) {
    doSth() ...
}

---

第46条：for-each循环优于传统for循环

首先，for-each循环不会有性能损失，其次，可以减少出错的可能。

看下面的代码：

//代码会在执行第五次循环时抛出NoSuchElementException
enum Suit {CLUB, DIAMOND, HEART, SPADE}
enum Rank {ACE, DEUCE, THREE, FOUR, FIVE, SIX, SEVEN, EIGHT, NINE, TEN, JACK, QUEEN, KING}

...

Collection suits = Arrays.asList(Suit.values());
Collection ranks = Arrays.asList(Rank.values());
List deck = new ArrayList();
for (Iterator i = suits.iterator(); i.hasNext()) {
    for(Iterator j = ranks.iterator(); j.hasNext()) {
        deck.add(new Card(i.next(),j.next()));
    }
}

而下面的代码将打印从“ONE ONE”到“SIX SIX”的6个重复的词，而不是36种组合：

enum Face {ONE, TWO, THREE, FOUR, FIVE, SIX }
...
Collection faces = Arrays.asList(Face.values());

for(Iteratoer i = faces.iterator; i.hasNext()) {
    for(Iterator j = faces.iterator;j.hasNext()) {
        System.out.println(i.next() + " " + j.next());
    }
}

下面的方式可以修复bug，但不美观：

for(Iterator i = suits.iterator();i.hasNext();) {
    Suit suit = i.next();
    for (Iterator<>Rank) j = ranks.iterator();j.hasNext();){
        deck.add(new Card(suit,j.next()));
    }
}

//而如果用for-each循环就能很好的解决
for (Suit suit : suits)
    for(Rank rank : ranks)
        deck.add(new Card(suit,rank));

for-each循环的另一个好处是，它不仅可以遍历集合和数组，还可以遍历任何实现Iterable接口的对象：

//Iterable接口
public interface Iterable {
    Iterator iterator();
}

总之for-each循环的优势比for循环大很多。但是，以下三种情况没法使用for-each循环：

1、过滤——如果要在遍历过程中删除某些元素，就应当使用传统for循环，以便调用其remove方法。

2、转换——如果要在遍历过程中替换某些元素，就只能使用for循环。

3、平行迭代——需要并行遍历多个集合，需使用传统for循环。

---

第47条：了解和使用类库

考虑下面的方法：

//如希望产生位于0和某个上界之间的随机整数
static int random(int n) {
    return Math.abs(rnd.nextInt)) % n;
}

该方法存在几个问题：

1、若n是个较小的2的乘方，那么它产生的随机数将会重复。

2、若n不是2的乘方，那么有些数会比其他数出现的更加频繁。

3、如果nextInt()返回Integer.MIN_VALUE，那么Math.abs也返回Integer.MIN_VALUE，假设不是n不是2的乘方，那么取模操作符将返回一个负数。

产生上述问题的原因是未考虑伪随机数、数论和2的求补算法的相关知识。

所以，应当使用Java API 1.2引入的方法Random.nextInt()，该方法已经把上述问题考虑进去。这就是使用标准类库的好处：产生的问题少，且不必把时间花在底层细节上，另外它们的性能会不断提高。

总结，不要重复发明轮子。

---

第48条：如果需要精确的答案，请避免使用float 和double

float和double类型主要为了科学计算和工程计算而设计的，它可以提供较为精确的快速而近似的计算。然而它们并没有提供完全精确的结果。所以在需要精确计算时，不应该使用float和double。而且 ，它们尤其不适用于货币计算。

而使用货币等精确计算应使用BigDecimal、int或者long。

public static void main(String[] args) {
    final BigDecimal TEN_CENTS = new BigDecimal(".10");
    int itemsBought = 0;
    BifDecimal funds = new BigDecimal("1.00");
    for(BigDecimal price = TEN_CENTS; funds.compareTo(price) >= 0; price = price(TEN_CENTS)) {
        itemBought++;
        funds = funds.subtract(price);
    }
    System.out.println(itemBought + " items bought.");
    System.out.println("Money left over: $" + funds);
}

然而BigDecimal有两个缺点：使用起来不便；效率低。

解决方式是使用int或是long

public static void main(String[] args) {
    int itemBought = 0;
    int funds = 100;
    for( int price = 10;funds >= price; price += 10) {
        itemBought++;
        funds -= price;
    }
    System.out,println(itemBought + " item bought.");
    System.out,println("Money left over: " + funds + " cents");
}

总而言之，对于精确的计算，请不要使用float或double。如果需要计算小数的计算，请使用BigDecimal，如果只是用整数，且数值不太大，就是用int，如果数值范围超过了9位十进制数，就是用long，如果超过了十八位，必须使用BigDecimal。

第49条：基本类型优于对应的装箱类型

Java1.5增加了自动装箱和自动拆箱功能。

基本类型和装箱类型有三个主要区别：

1、基本类型只有值，而装箱类型具有与他们值不同的同一性（同一性：是否为两个相同对象）。

2、基本类型只有功能完备的值，而装箱类型除了具备功能完备的值，还有一个非功能的值：null。

3、基本类型更节省空间和时间。

Comparator naturalOrder = new Comparator() {
    public int compare(Integer first,Integer second) {
        return first < second ? -1 : (first == second ? 0 : 1);

    }
};

当调用：

naturalOrder.Compare(new Integer(42), new Integer(42));

时，期望的输出时0，结果却是1。

原因是，当比较first < second的时候，编译器会先将Integer类型拆箱成基本类型，显然42 < 42为假，所以执行（first == second ? 0 : 1），而此时first和second将是对象的引用，即它们将比较的为 是不是同一个对象（这就是所谓的同一性问题），结果显然是假，所以返回1。所以，对装箱类型使用==几乎总是错误的。

解决方式是加入两个局部变量，所有比较都在这两个局部变量上进行，从而避免了同一性的问题。

Comparator naturalOrder = new Comparator() {
    public int compare(Integer first,Integer second) {
        int f = first;
        int s = second;
        return f < s ? -1 : (f == s ? 0 : 1);
    }
}

考虑下面的程序：

public class Unbelievable {
    static Integer i;
    public static void main(String[] args) {
        if(i == 42){ 
            System.out.println("Unbelievable");

        }
    }
}

上面的程序会直接抛出NullPointerException异常，原因是i是一个Integer引用类型，而42是基本类型，当编译器遇到==操作符的两端是基本类型和装箱类型时，会先将装箱类型自动拆箱。但i还没有初始化，所以引用为null，引用为null的装箱类型自动拆箱会直接抛出NullPointerException异常。解决办法是把i的类型修改为int。

那么什么时候适合使用装箱类型呢？答案是1、当作为集合中的键或值的时候。2、当作为泛型参数的时候。如ThreadLocal。2、在进行反射方法调用时必须使用装箱类型。。

---

第50条：如果其他类型更适合，则尽量避免使用字符串

• 字符串不适合代替其他的值类型。一些int、float、BigInteger类型不要用String类型表示；

• 字符串不适合代替枚举类型；

• 字符串不适合代替聚集类型：如果一个实体有多个组件，用一个字符串来表示这个实体是不恰当的：String compoundKey = className + "#" + i.next();，这会造成混乱。应当简单地编写一个类来描述这个数据集，通常是一个私有的静态成员类（见第22条）。

• 字符串不适合代替能力表：下面以ThreadLocal类来说明。

ThreadLocal是线程局部变量，可以把它理解成一个Map，该对象在每个线程中都维护着自己的变量，通过“Key”就可以获得相应线程的值。吐过把Key设计成String类型的，就会造成如果有两个线程给“key”取得名字是一样的，那么这个key就变成了共享变量，这两个线程在通过key读取值的时候，会发生错误。

改进：

public final class ThreadLocal {
    public ThreadLocal(){}
    public void set(T value);
    public T get();
}

总之，如果可以使用更加合适的数据类型，或者编写更加适当的数据类型，就应当避免用字符串来表示对象。

第51条：当心字符串链接的性能

字符串连接符（+）可以把多个字符串合并为一个字符串，这是个便利的方式。但它不是和连接多个字符串，因为String是不可变类，两个字符串连接时，都要被拷贝。

//不好的方式
public String statement() {
    String result = "";
    for (int i = 0;i < numItem(); ++i) {
        result += lineForItem(i); 
    }
    return result;
}

为了改善性能，应使用StringBuilder代替String，前者是非线程安全的：
（StringBuffer已经过时，它是线程安全的）

public String statement() {
    StringBuilder b = new StringBuilder(numItems() * LINE_WIDTH);
    for (int i = 0;i < numItems(); ++i) {
        b.append(lineForItem(i));
    }
    return b.toString();
}

第52条：通过接口引用对象

如果有合适的类型接口存在，那么对于参数、返回值、变量和域来说，就都应该使用接口类型进行声明。：

考虑Vector，它是List接口的一个实现：

//应该这样声明，使用接口当做类型
List subscriber = new Vector();

//不应该这样声明
Vector subscribers = new Vector(); 

使用接口作为类型的好处是使得程序更加灵活，当决定改变实现时，只需要改变构造器的名称即可：

//将上面的第一句的Vector时间改为ArrayList
List subscribers = new ArrayList();

第53条：接口优先于反射机制

反射机制（java.lang.reflect）提供了“通过程序来访问关于已装载的类的信息”的能力。给定一个Class实例，亦可以获得Constructor、Method、Field实例，分别表示Class实例对应的类的Constructor、Method、Field。这些对象提供了“通过程序来访问类的成员名称、域类型、方法签名等信息”的能力。

例如，Method.invoke可以调用任何类的任何对象的任何方法。反射机制允许一个类使用另一个类。即使当前者按编译的时候后者还根本不存在。然而，反射也有缺点：

• 丧失了编译时类型检查的好处：程序企图用反射调用不存在的或者不可访问的方法，在运行时它将会失败。

• 执行反射访问所需的代码非常笨拙；

• 性能损失：反射方法的调用比普通方法慢了许多。

所以反射机制应该只在设计时被用到。通常，普通应用程序在运行时不应该以反射的方式访问对象。

第54条：谨慎地使用本地方法

JNI（Java Native Interface）允许Java应用程序调用本地方法，所谓本地方法，就是本地应用程序需设计语言（如C或C++）来编写的特殊方法本地方法在本地语言中可以执行任意的计算任务，并返回Java程序设计语言。

本地方法主要有三个用途：

• 本地方法提供了“访问特定于平台的机制”的能力，如访问注册表和文件锁。

• 本地方法提供了访问遗留代码库的能力，从从而可以访问遗留数据。

• 本地方法可以通过本地语言，编写应用程序中注重性能部分，以提高系统的性能。

然而，使用本地方法来提高性能的做法不值得提倡。因为如今的JVM越来越快了，对于大多数任务，现在即便不适用本地方法也可以获得相当的性能。

总之，使用本地方法之前务必三思，极少数情况下会需要使用本地方法来提高性能。

---

第55条：谨慎进行优化

路。。。

第56条：请遵守普遍接受的命名惯例

略。。。