C++转Java学习总结

博主原本的语言是c++，好不容易上手了，刷算法题也熟练了一些，因为实习的缘故不得不开始接触java。下面总结一些c++和java的区别，有c++基础的人可以对照学习java。

一、从变量和数据类型上

1、数据类型
Java语言提供了八种基本类型，Java没有无符号整数。（无符号右移在Java中强制用三个右尖括号表示）

• 六种数字类型（byte,short,int,long,float,duble）
• 一种字符类型 (char)
• 一种布尔型 (boolean)

java和c++都支持布尔类型的数据，但是java实现true和false的方式与c++不同。在c++中，true是非零值，false是0.而java中，true和false是一个布尔表达式能得到的唯一的两个值，不会出现像c++一样把非0转为true的情况。

2、字符串

• Java有内置类型String，而C++没有。C++的std::string是可变的，类似于Java的StringBuffer。（String，StringBuffer，StringBuilder三者异同）。java中的String一旦定义了就是个常量，不能被修改。
• 比较字符串时，c++由于重写了“= =” 因此可用于比较，而java中不能用“==”，要用string的方法.equals()

3、数组

（1）java定义数组的方式：

int[] array1=new int[100];//常用方式
int array2[];//数组维度无需确定

相比较，c++的声明方式为：

int *array1=new int[100];
int array2[10];//数组维度必须是确定的

（2）java可以进行数组拷贝，c++则是用指针或引用的形式实现这样的目的。java可以用如下方式：

int[] oddNum={1,3,5,7};
int[] copy=Arrays.copyOf(oddNum,oddNum.length);

4、C++的整型随机器的位数而变化，但是Java不会。（C++的int在16位机器上16位，32位级以上为32位。long在32位及以下为32位，64位机器上为64位。）

5、Java中不存在指针和引用（这点真的很不习惯。。比如写两个数交换的字方法时，c++可以愉快的用引用传参）。Java的引用是功能弱化的指针，只能做“调用所指对象的方法”的操作。

6、java具有方法重载的能力，但不支持操作符重载

7、java新增了三个右移位运算符">>>"，具有与“逻辑”右移位运算符类似的功能，可在最末尾插入0值。“>>"则在移位的同时插入符号位。

8、类型转换
c++中有时出现数据类型的隐含转换，这就涉及强制类型转换的问题。比如，c++中可以将一个浮点数赋予整型变量，去掉小数部分。java不支持c++中的自动强制类型转换，如果需要转换，必须由程序员进行显式的转换。如：

二、循环语句

• 写循环语句时，c++中可以直接用while(1), while(a),if(num)这种方式来做循环进行或终止的条件，而java中，括号里的表达式只能是布尔类型，如while(a!=10), while(b>1)这种写法。
• java中没有goto语句

三、类机制

• 和c++相比，java所有东西必须置入一个类，即使是main函数public static void man（String[ ] args）也要放在类里面。java是完全面向对象的语言，不再支持c++所用的过程式的设计方法，所有的函数和变量必须是类的一部分。除了基本数据类型之外，其他的数据对java来说都是对象，包括数组。
• 我们新建一个java文件时，这个文件名必须要与文件中定义的类名相同。一个java文件中必须要有至少一个public的类。
• java不存在全局函数或者全局数据，如果想获得全局的功能，可以将static方法和static数据置入一个类里面。而c++允许将函数和变量定义为全局的。此外，java中取消了c++结构中的联合，枚举这类东西，一切只有“类”（class）。
• 与c++相比，java中不存在inline函数，没有virtual关键字，不提供多重继承机制。java支持构造函数，但是没有c++中的析构函数（java中增加了finalize（）函数）。
• Java中的继承具有与C++相同的效果，但采用的语法不同。Java用extends关键字标志从一个基础类的继承，并用super关键字指出准备在基础类中调用的方法，它与我们当前所在的方法具有相同的名字（然而，Java中的super关键字只允许我们访问父类的方法——亦即分级结构的上一级

四、包（package）

更好地组织类，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。 Java用包代替了命名空间。由于将所有东西都置入一个类，而且由于采用了一种名为“封装”的机制，它能针对类名进行类似于命名空间分解的操作，所以命名的问题不再进入我们的考虑之列。数据包也会在单独一个库名下收集库的组件。我们只需简单地“import”（导入）一个包，剩下的工作会由编译器自动完成。包的作用为：

• 把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。
• 如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。
• 包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java 使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

包语句的语法格式为：

package pkg1[．pkg2[．pkg3…]];

例如,一个Something.java 文件它的内容

package net.java.util;
public class Something{
   ...
}

那么它的路径应该是 net/java/util/Something.java 这样保存的。 package(包) 的作用是把不同的 java 程序分类保存，更方便的被其他 java 程序调用。

五、预处理

java不再有#define，#include等预处理程序的功能，而c++语言很重要的一个特点就是它的预处理程序。#define的功能在java中我们可以用定义常数的方式来取代，而#include在java中是不需要的。

六、自动内存管理

Java程序中所有的对象都是用new操作符建立在内存堆栈上，这个操作符类似于c++的new操作符。Java自动进行无用内存回收操作，不需要程序员进行删除。而c++中必须由程序员释放内存资源，增加了程序设计者的负担。Java中当一个对象不被再用到时，无用内存回收器将给它加上标签以示删除。Java里无用内存回收程序是以线程方式在后台运行的，利用空闲时间工作。

七、java接口

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

• 一个接口可以有多个方法
• 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名
• 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中
• 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中

接口与类的区别：

• 接口不能用于实例化对象。
• 接口没有构造方法。
• 接口中所有的方法必须是抽象方法。
• 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
• 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
• 接口支持多继承。

接口特性:
接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

接口的声明语法格式如下：

interface 接口名称 [extends 其他的接口名] {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

/* 文件名 : NameOfInterface.java */
import java.lang.*;
//引入包
public interface NameOfInterface
{
   //任何类型 final, static 字段
   //抽象方法
}

实例：

/* 文件名 : Animal.java */
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

八、数据结构的运用

c++中用STL容器来实现各类如堆栈，队列，数组等的运用。而java中使用collection接口实现的List，Map等。。。这一部分在算法题里应该会经常用到，说来话长。这里只能简单归纳总结一下。

List的实现类有：ArrayList、Vector、LinkedList；
Set的实现类有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet；
Map的实现类有：Hashtable、HashMap、ArrayMap、LinkedHashMap、TreeMap。

1、List
在List集合中允许出现重复的元素，所有元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的制定元素。并且List中元素有序，即，存入和取出顺序一致。

（1）ArrayList 就是动态数组，是Array的复杂版本，动态的增加和减少元素.当更多的元素加入到ArrayList中时,其大小将会动态地增长。它的元素可以通过get/set方法直接访问，因为ArrayList本质上是一个数组。
优点: 底层数据结构是数组Array，查询快，增删慢。
缺点: 线程不安全，效率高

（2）Vector 是比较早期会用的了，一般现在用得较少，和ArrayList类似, 底层数据结构是数组Array，查询快。增删慢。在于Vector是同步类(synchronized)，线程安全的，因此,开销就比ArrayList要大，效率低一些。

（3）LinkedList 是一个双链表,在添加和删除元素时具有比ArrayList更好的性能.但在get与set方面弱于ArrayList.当然,这些对比都是指数据量很大或者操作很频繁的情况下的对比。它还实现了 Queue 接口,该接口比List提供了更多的方法,包括 offer(),peek(),poll()等。

2、Set

（1）HashSet

• HashSet中不能有相同的元素，可以有一个Null元素，存入的元素是无序的。
• HashSet底层数据结构是哈希表，哈希表就是存储唯一系列的表，而哈希值是由对象的hashCode()方法生成。

（确保唯一性。当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据 hashCode值来决定该对象在HashSet中存储位置。简单的说，HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值相等）

• 添加、删除操作时间复杂度都是O(1)。
• 非线程安全。

（2）LinkedHashSet

LinkedHashSet集合同样是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，底层数据结构由哈希表和链表组成，链表保证了元素的有序即存储和取出一致，哈希表保证了元素的唯一性。这样使得元素看起来像是以插入顺序保存的，也就是说，当遍历该集合时候，LinkedHashSet将会以元素的添加顺序访问集合的元素。

• LinkedHashSet中不能有相同元素，可以有一个Null元素，元素严格按照放入的顺序排列
• 添加、删除操作时间复杂度都是O(1)
• 非线程安全

（3）TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的唯一实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。向TreeSet中加入的应该是同一个类的对象。

• TreeSet是中不能有相同元素，不可以有Null元素，根据元素的自然顺序进行排序。
• 底层的数据结构是红黑树(一种自平衡二叉查找树，保证元素的排序和唯一性)
• 添加、删除操作时间复杂度都是O(log(n))
• 非线程安全

总结：三者都保证了元素的唯一性，如果无排序要求可以选用HashSet；如果想取出元素的顺序和放入元素的顺序相同，那么可以选用LinkedHashSet。如果想插入、删除立即排序或者按照一定规则排序可以选用TreeSet。

3、Map

Hashtable、HashMap、TreeMap 都是最常见的一些 Map 实现，是以键值对的形式存储和操作数据的容器类型。

（1）HashMap（无序）

• HashMap是一个最常用的Map，它根据键的hashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。
• HashMap最多只允许一条记录的键为null，不允许多条记录的值为null。
• HashMap是不安全的线程。它不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。（如果需要同步，可以用Collections.synchronizedMap(HashMap map)方法使HashMap具有同步的能力）

一般情况下，我们用的最多的是HashMap,HashMap里面存入的键值对在取出的时候是随机的,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。

（2）Hashtable

• Hashtable与HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；
• 是安全的线程支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，然而，这也导致了Hashtable在写入时会比较慢。

（3）LinkedHashMap
LinkedHashMap保存了记录的插入顺序，在用Iteraor遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。有HashMap的全部特性。

LinkedHashMap 是HashMap的一个子类，如果需要输出的顺序和输入的相同,那么用LinkedHashMap可以实现,它还可以按读取顺序来排列，像连接池中可以应用。

（4）TreeMap

• TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序的比较器。当用Iteraor遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。
• TreeMap的键和值都不能为空。

HashMap通常比TreeMap快一点(树和哈希表的数据结构使然)，建议多使用HashMap，在需要排序的Map时候才用TreeMap。