我们在日常开发中经常会使用到诸如泛型、自动拆箱和装箱、内部类、增强 for 循环、try-with-resources 语法、lambda 表达式等,我们只觉得用的很爽,因为这些特性能够帮助我们减轻开发工作量;但我们未曾认真研究过这些特性的本质是什么 语法糖在聊之前我们需要先了解一下 语法糖指的是计算机语言中添加的某种语法,这种语法对语言的功能并没有影响,但是更方便程序员使用。因为 Java 代码需要运行在 JVM 中,JVM 是并不支持语法糖的,语法糖在程序编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构,这个过程就是 下面我们就来认识一下 Java 中的这些语法糖 泛型泛型是一种语法糖。在 JDK1.5 中,引入了泛型机制,但是泛型机制的本身是通过 List<Integer> aList = new ArrayList(); List<String> bList = new ArrayList(); System.out.println(aList.getClass() == bList.getClass());
如下图所示 无法将一个 Integer 类型的数据放在 自动拆箱和自动装箱自动拆箱和自动装箱是一种语法糖,它说的是八种基本数据类型的包装类和其基本数据类型之间的自动转换。简单的说,装箱就是自动将基本数据类型转换为 我们先来了解一下基本数据类型的包装类都有哪些 也就是说,上面这些基本数据类型和包装类在进行转换的过程中会发生自动装箱/拆箱,例如下面代码 Integer integer = 66; // 自动拆箱 int i1 = integer; // 自动装箱
上面代码中的 integer 对象会使用基本数据类型来进行赋值,而基本数据类型 i1 却把它赋值给了一个对象类型,一般情况下是不能这样操作的,但是编译器却允许我们这么做,这其实就是一种语法糖。这种语法糖使我们方便我们进行数值运算,如果没有语法糖,在进行数值运算时,你需要先将对象转换成基本数据类型,基本数据类型同时也需要转换成包装类型才能使用其内置的方法,无疑增加了代码冗余。
其实这背后的原理是编译器做了优化。将基本类型赋值给包装类其实是调用了包装类的
而包装类赋值给基本类型就是调用了包装类的 xxxValue() 方法拿到基本数据类型后再进行赋值。 Integer i1 = new Integer(1).intValue();
我们使用 javap -c 反编译一下上面的自动装箱和自动拆箱来验证一下 可以看到,在 Code 2 处调用 在 Code 7 处调用了 枚举我们在日常开发中经常会使用到 但是在 Java 字节码结构中,并没有枚举类型。枚举只是一个语法糖,在编译完成后就会被编译成一个普通的类,也是用 Class 修饰。这个类继承于 java.lang.Enum,并被 final 关键字修饰。 我们举个例子来看一下 public enum School { STUDENT, TEACHER; }
这是一个 School 的枚举,里面包括两个字段,一个是 STUDENT ,一个是 TEACHER,除此之外并无其他。 下面我们使用 从图中我们可以看到,枚举其实就是一个继承于 除此之外,编译器还会为我们生成两个方法,
用法如下 public enum School { STUDENT("Student"), TEACHER("Teacher"); private String name; School(String name){ this.name = name; } public String getName() { return name; } public static void main(String[] args) { System.out.println(School.STUDENT.getName()); School[] values = School.values(); for(School school : values){ System.out.println("name = "+ school.getName()); } } }
内部类内部类是 Java 一个 Java 语言中之所以引入内部类,是因为有些时候一个类只想在一个类中有用,不想让其在其他地方被使用,也就是对外隐藏内部细节。 内部类其实也是一个语法糖,因为其只是一个编译时的概念,一旦编译完成,编译器就会为内部类生成一个单独的class 文件,名为 outer$innter.class。 下面我们就根据一个示例来验证一下。 public class OuterClass { private String label; class InnerClass { public String linkOuter(){ return label = "inner"; } } public static void main(String[] args) { OuterClass outerClass = new OuterClass(); InnerClass innerClass = outerClass.new InnerClass(); System.out.println(innerClass.linkOuter()); } }
上面这段编译后就会生成两个 class 文件,一个是 我们来看一下内部类编译后的结果 如上图所示,内部类经过编译后的 linkOuter() 方法会生成一个指向外部类的 this 引用,这个引用就是连接外部类和内部类的引用。 变长参数变长参数也是一个比较小众的用法,所谓变长参数,就是方法可以接受长度不定确定的参数。一般我们开发不会使用到变长参数,而且变长参数也不推荐使用,它会使我们的程序变的难以处理。但是我们有必要了解一下变长参数的特性。 其基本用法如下 public class VariableArgs { public static void printMessage(String... args){ for(String str : args){ System.out.println("str = " + str); } } public static void main(String[] args) { VariableArgs.printMessage("l","am","cxuan"); } }
变长参数也是一种语法糖,那么它是如何实现的呢?我们可以猜测一下其内部应该是由数组构成,否则无法接受多个值,那么我们反编译看一下是不是由数组实现的。 可以看到,printMessage() 的参数就是使用了一个数组来接收,所以千万别被变长参数 变长参数特性是在 JDK 1.5 中引入的,使用变长参数有两个条件,一是变长的那一部分参数具有相同的类型,二是变长参数必须位于方法参数列表的最后面。 增强 for 循环为什么有了普通的 for 循环后,还要有增强 for 循环呢?想一下,普通 for 循环你不是需要知道遍历次数?每次还需要知道数组的索引是多少,这种写法明显有些繁琐。增强 for 循环与普通 for 循环相比,功能更强并且代码更加简洁,你无需知道遍历的次数和数组的索引即可进行遍历。 增强 for 循环的对象要么是一个数组,要么实现了 Iterable 接口。这个语法糖主要用来对数组或者集合进行遍历,其在循环过程中不能改变集合的大小。 public static void main(String[] args) { String[] params = new String[]{"hello","world"}; //增强for循环对象为数组 for(String str : params){ System.out.println(str); } List<String> lists = Arrays.asList("hello","world"); //增强for循环对象实现Iterable接口 for(String str : lists){ System.out.println(str); } }
经过编译后的 class 文件如下 public static void main(String[] args) { String[] params = new String[]{"hello", "world"}; String[] lists = params; int var3 = params.length; //数组形式的增强for退化为普通for for(int str = 0; str < var3; ++str) { String str1 = lists[str]; System.out.println(str1); } List var6 = Arrays.asList(new String[]{"hello", "world"}); Iterator var7 = var6.iterator(); //实现Iterable接口的增强for使用iterator接口进行遍历 while(var7.hasNext()) { String var8 = (String)var7.next(); System.out.println(var8); } }
如上代码所示,如果对数组进行增强 for 循环的话,其内部还是对数组进行遍历,只不过语法糖把你忽悠了,让你以一种更简洁的方式编写代码。 而对继承于 Iterator 迭代器进行增强 for 循环遍历的话,相当于是调用了 Iterator 的 Switch 支持字符串和枚举
如下代码所示 public class SwitchCaseTest { public static void main(String[] args) { String str = "cxuan"; switch (str){ case "cuan": System.out.println("cuan"); break; case "xuan": System.out.println("xuan"); break; case "cxuan": System.out.println("cxuan"); break; default: break; } } }
我们反编译一下,看看我们的猜想是否正确 根据字节码可以看到,进行 switch 的实际是 hashcode 进行判断,然后通过使用 equals 方法进行比较,因为字符串有可能会产生哈希冲突的现象。 条件编译这个又是让小伙伴们摸不着头脑了,什么是条件编译呢?其实,如果你用过 C 或者 C++ 你就知道可以通过预处理语句来实现条件编译。
一般情况下,源程序中所有的行都参加编译。但有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件下才进行编译,即对一部分内容指定编译条件,这就是 #define DEBUG #IFDEF DEBUUG /* code block 1 */ #ELSE /* code block 2 */ #ENDIF
但是在 Java 中没有预处理和宏定义这些内容,那么我们想实现条件编译,应该怎样做呢? 使用 final + if 的组合就可以实现条件编译了。如下代码所示 public static void main(String[] args) { final boolean DEBUG = true; if (DEBUG) { System.out.println("Hello, world!"); } else { System.out.println("nothing"); } }
这段代码会发生什么?我们反编译看一下 我们可以看到,我们明明是使用了 if ...else 语句,但是编译器却只为我们编译了 DEBUG = true 的条件, 所以,Java 语法的条件编译,是通过判断条件为常量的 if 语句实现的,编译器不会为我们编译分支为 false 的代码。 断言你在 Java 中使用过断言作为日常的判断条件吗? 断言:也就是所谓的 //这个成员变量的值可以变,但最终必须还是回到原值5 static int i = 5; public static void main(String[] args) { assert i == 5; System.out.println("如果断言正常,我就被打印"); }
如果要开启断言检查,则需要用开关 -enableassertions 或 -ea 来开启。其实断言的底层实现就是 if 判断,如果断言结果为 true,则什么都不做,程序继续执行,如果断言结果为 false,则程序抛出 AssertError 来打断程序的执行。 assert 断言就是通过对布尔标志位进行了一个 if 判断。 try-with-resourcesJDK 1.7 开始,java引入了 try-with-resources 声明,将 try-catch-finally 简化为 try-catch,这其实是一种 如下代码所示 public class TryWithResourcesTest { public static void main(String[] args) { try(InputStream inputStream = new FileInputStream(new File("xxx"))) { inputStream.read(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } }
我们可以看一下 try-with-resources 反编译之后的代码 可以看到,生成的 try-with-resources 经过编译后还是使用的 try...catch...finally 语句,只不过这部分工作由编译器替我们做了,这样能让我们的代码更加简洁,从而消除样板代码。 字符串相加这个想必大家应该都知道,字符串的拼接有两种,如果能够在编译时期确定拼接的结果,那么使用 public class StringAppendTest { public static void main(String[] args) { String s1 = "I am " + "cxuan"; String s2 = "I am " + new String("cxuan"); String s3 = "I am "; String s4 = "cxuan"; String s5 = s3 + s4; } }
上面这段代码就包含了两种字符串拼接的结果,我们反编译看一下 首先来看一下 s1 ,s1 因为 = 号右边是两个常量,所以两个字符串拼接会被直接优化成为 而由于 s5 进行拼接的两个对象在编译期不能判定其拼接结果,所以会直接使用 StringBuilder 进行拼接。
学习语法糖的意义互联网时代,有很多标新立异的想法和框架层出不穷,但是,我们对于学习来说应该抓住技术的核心。然而,软件工程是一门协作的艺术,对于工程来说如何提高工程质量,如何提高工程效率也是我们要关注的,既然这些语法糖能辅助我们以更好的方式编写备受欢迎的代码,我们程序员为什么要
语法糖也是一种进步,这就和你写作文似的,大白话能把故事讲明白的它就没有语言优美、酣畅淋漓的把故事讲生动的更令人喜欢。
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