Java中一些基礎概念的使用詳解

2019-11-26 16:06:46

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供稿：網友

　　類的初始化順序
　　在Java中，類里面可能包含：靜態變量，靜態初始化塊，成員變量，初始化塊，構造函數。在類之間可能存在著繼承關系，那么當我們實例化一個對象時，上述各部分的加載順序是怎樣的？

　　首先來看代碼：

class Parent
 {
     public static StaticVarible staticVarible= new StaticVarible("父類-靜態變量1");    
     public StaticVarible instVarible= new StaticVarible("父類-成員變量1");

     static
     {
         System.out.println("父類-靜態塊");
     }

     {
         System.out.println("父類-初始化塊");
     }

     public static StaticVarible staticVarible2= new StaticVarible("父類-靜態變量2");    
     public StaticVarible instVarible2= new StaticVarible("父類-成員變量2");

     public Parent()
     {
         System.out.println("父類-實例構造函數");
     }
 }

 class Child extends Parent
 {
     public static StaticVarible staticVarible= new StaticVarible("子類-靜態變量1");    
     public StaticVarible instVarible= new StaticVarible("子類-成員變量1");

     static
     {
         System.out.println("子類-靜態塊");
     }

     public Child()
     {
         System.out.println("子類-實例構造函數");
     }

     {
         System.out.println("子類-初始化塊");
     }

     public static StaticVarible staticVarible2= new StaticVarible("子類-靜態變量2");    
     public StaticVarible instVarible2= new StaticVarible("子類-成員變量2");

     
 }

 class StaticVarible
 {
     public StaticVarible(String info)
     {
         System.out.println(info);
     }
 }

　　然后執行下面的語句：

復制代碼代碼如下:

Child child = new Child();

輸出結果如下：

復制代碼代碼如下:

父類-靜態變量1
父類-靜態塊
父類-靜態變量2
子類-靜態變量1
子類-靜態塊
子類-靜態變量2
父類-成員變量1
父類-初始化塊
父類-成員變量2
父類-實例構造函數
子類-成員變量1
子類-初始化塊
子類-成員變量2
子類-實例構造函數

　　結論　　
　　從上述結果可以看出，在實例化一個對象時，各部分的加載順序如下：

　　父類靜態成員/父類靜態初始化塊 -> 子類靜態成員/子類初始化塊 -> 父類成員變量/父類初始化塊 -> 父類構造函數 -> 子類成員變量/子類初始化塊 -> 子類構造函數

　　和String相關的一些事兒
　　首先，我們聊一聊Java中堆和棧的事兒。

•棧：存放基本類型，包括char/byte/short/int/long/float/double/boolean
•堆：存放引用類型，同時一般會在棧中保留一個指向它的指針，垃圾回收判斷一個對象是否可以回收，就是判斷棧中是否有指針指向堆中的對象。
　　String作為一種特殊的數據類型，它不完全等同于基本類型，也不是全部的引用類型，許多面試題都有它的身影。

　　String類型變量的存儲結構
　　String的存儲結構分為兩部分，我們以String a = "abc";為例，描述String類型的存儲方式：

　　1）在棧中創建一個char數組，值分為是'a'，'b'，'c'。

　　2）在堆中創建一個String對象。

　　Java中的字符串池
　　為了節省空間和資源，JVM會維護一個字符串池，或者說會緩存一部分曾經出現過的字符串。

　　例如下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

String v1 = "ab";
String v2 = "ab";

　　實際上，v1==v2，因為JVM在v1聲明后，已經對“ab”進行了緩存。

　　那么JVM對字符串進行緩存的依據是什么？我們來看下面的代碼，非常有意思：

復制代碼代碼如下:

public class StringTest {
     public static final String constValue = "ab";
     public static final String staticValue;

     static
     {
         staticValue="ab";
     }

     public static void main(String[] args)
     {
         String v1 = "ab";
         String v2 = "ab";
         System.out.println("v1 == v2 : " + (v1 == v2));
         String v3 = new String("ab");
         System.out.println("v1 == v3 : " + (v1 == v3));
         String v4 = "abcd";
         String v5 = "ab" + "cd";
         System.out.println("v4 == v5 : " + (v4 == v5));
         String v6 = v1 + "cd";
         System.out.println("v4 == v6 : " + (v4 == v6));
         String v7 = constValue + "cd";
         System.out.println("v4 == v7 : " + (v4 == v7));
         String v8 = staticValue + "cd";
         System.out.println("v4 == v8 : " + (v4 == v8));
         String v9 = v4.intern();
         System.out.println("v4 == v9 :" + (v4 == v9));
         String v10 = new String(new char[]{'a','b','c','d'});
         String v11 = v10.intern();
         System.out.println("v4 == v11 :" + (v4 == v11));
         System.out.println("v10 == v11 :" + (v10 == v11));
     }
 }

　　請注意它的輸出結果：

復制代碼代碼如下:

v1 == v2 : true
v1 == v3 : false
v4 == v5 : true
v4 == v6 : false
v4 == v7 : true
v4 == v8 : false
v4 == v9 :true
v4 == v11 :true
v10 == v11 :false

　　我們會發現，并不是所有的判斷都返回true，這似乎和我們上面的說法有矛盾了。其實不然，因為

　　結論
　　1. JVM只能緩存那些在編譯時可以確定的常量，而非運行時常量。

　　　　上述代碼中的constValue屬于編譯時常量，而staticValue則屬于運行時常量。

　　2. 通過使用 new方式創建出來的字符串，JVM緩存的方式是不一樣的。

　　　　所以上述代碼中，v1不等同于v3。

　　String的這種設計屬于享元模式嗎？
　　這個話題比較有意思，大部分講設計模式的文章，在談到享元時，一般就會拿String來做例子，但它屬于享元模式嗎？

　　字符串與享元的關系，大家可以參考下面的文章:深入C#字符串和享元(Flyweight)模式的使用分析
　　字符串的反轉輸出
　　這種情況下，一般會將字符串看做是字符數組，然后利用反轉數組的方式來反轉字符串。

　　眼花繚亂的方法調用
　　有繼承關系結構中的方法調用
　　繼承是面向對象設計中的常見方式，它可以有效的實現”代碼復用“，同時子類也有重寫父類方法的自由，這就對到底是調用父類方法還是子類方法帶來了麻煩。

　　來看下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

public class PropertyTest {

     public static void main(String[] args)
     {
         ParentDef v1 = new ParentDef();
         ParentDef v2 = new ChildDef();
         ChildDef v3 = new ChildDef();
         System.out.println("=====v1=====");
         System.out.println("staticValue:" + v1.staticValue);
         System.out.println("value:" + v1.value);
         System.out.println("=====v2=====");
         System.out.println("staticValue:" + v2.staticValue);
         System.out.println("value:" + v2.value);
         System.out.println("=====v3=====");
         System.out.println("staticValue:" + v3.staticValue);
         System.out.println("value:" + v3.value);
     }
 }

 class ParentDef
 {
     public static final String staticValue = "父類靜態變量";
     public String value = "父類實例變量";
 }

 class ChildDef extends ParentDef
 {
     public static final String staticValue = "子類靜態變量";
     public String value = "子類實例變量";
 }

　　輸出結果如下：

復制代碼代碼如下:

=====v1=====
staticValue:父類靜態變量
value:父類實例變量
=====v2=====
staticValue:父類靜態變量
value:父類實例變量
=====v3=====
staticValue:子類靜態變量
value:子類實例變量

　　結論
　　對于調用父類方法還是子類方法，只與變量的聲明類型有關系，與實例化的類型沒有關系。

　　到底是值傳遞還是引用傳遞
　　對于這個話題，我的觀點是值傳遞，因為傳遞的都是存儲在棧中的內容，無論是基本類型的值，還是指向堆中對象的指針，都是值而非引用。并且在值傳遞的過程中，JVM會將值復制一份，然后將復制后的值傳遞給調用方法。

　　按照這種方式，我們來看下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

public class ParamTest {

     public void change(int value)
     {
         value = 10;
     }

     public void change(Value value)
     {
         Value temp = new Value();
         temp.value = 10;
         value = temp;
     }

     public void add(int value)
     {
         value += 10;
     }

     public void add(Value value)
     {
         value.value += 10;
     }

     public static void main(String[] args)
     {
         ParamTest test = new ParamTest();
         Value value = new Value();
         int v = 0;
         System.out.println("v:" + v);
         System.out.println("value.value:" + value.value);
         System.out.println("=====change=====");
         test.change(v);
         test.change(value);
         System.out.println("v:" + v);
         System.out.println("value.value:" + value.value);
         value = new Value();
         v = 0;
         System.out.println("=====add=====");
         test.add(v);
         test.add(value);
         System.out.println("v:" + v);
         System.out.println("value.value:" + value.value);
     }
 }

 class Value
 {
     public int value;
 }

　　它的輸出結果：

復制代碼代碼如下:

v:0
value.value:0
=====change=====
v:0
value.value:0
=====add=====
v:0
value.value:10

　　我們看到，在調用change方法時，即使我們傳遞進去的是指向對象的指針，但最終對象的屬性也沒有變，這是因為在change方法體內，我們新建了一個對象，然后將”復制過的指向原對象的指針“指向了“新對象”，并且對新對象的屬性進行了調整。但是“復制前的指向原對象的指針”依然是指向“原對象”，并且屬性沒有任何變化。

　　final/finally/finalize的區別
　　final可以修飾類、成員變量、方法以及方法參數。使用final修飾的類是不可以被繼承的，使用final修飾的方法是不可以被重寫的，使用final修飾的變量，只能被賦值一次。

　　使用final聲明變量的賦值時機：

　　1）定義聲明時賦值

　　2）初始化塊或靜態初始化塊中

　　3）構造函數

　　來看下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

class FinalTest
 {
     public static final String staticValue1 = "靜態變量1";
     public static final String staticValue2;

     static
     {
         staticValue2 = "靜態變量2";
     }

     public final String value1 = "實例變量1";
     public final String value2;
     public final String value3;

     {
         value2 = "實例變量2";
     }

     public FinalTest()
     {
         value3 = "實例變量3";
     }
 }

　　finally一般是和try...catch放在一起使用，主要用來釋放一些資源。

　　我們來看下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

public class FinallyTest {

     public static void main(String[] args)
     {
         finallyTest1();
         finallyTest2();
         finallyTest3();
     }

     private static String finallyTest1()
     {
         try
         {
             throw new RuntimeException();
         }
         catch(Exception ex)
         {
             ex.printStackTrace();
         }
         finally
         {
             System.out.println("Finally語句被執行");
         }
         try
         {
             System.out.println("Hello World");
             return "Hello World";
         }
         catch(Exception ex)
         {
             ex.printStackTrace();
         }
         finally
         {
             System.out.println("Finally語句被執行");
         }
         return null;
     }

     private static void finallyTest2()
     {
         int i = 0;
         for (i = 0; i < 3; i++)
         {
             try
             {
                 if (i == 2) break;
                 System.out.println(i);
             }
             finally
             {
                 System.out.println("Finally語句被執行");
             }
         }
     }

     private static Test finallyTest3()
     {
         try
         {
             return new Test();
         }
         finally
         {
             System.out.println("Finally語句被執行");
         }
     }
 }

　　執行結果如下：

復制代碼代碼如下:

java.lang.RuntimeException
at sample.interview.FinallyTest.finallyTest1(FinallyTest.java:16)
at sample.interview.FinallyTest.main(FinallyTest.java:7)
Finally語句被執行
Hello World
Finally語句被執行

Finally語句被執行

Finally語句被執行
Finally語句被執行
Test實例被創建
Finally語句被執行

　　注意在循環的過程中，對于某一次循環，即使調用了break或者continue，finally也會執行。

　　finalize則主要用于釋放資源，在調用GC方法時，該方法就會被調用。

　　來看下面的示例：

復制代碼代碼如下:

class FinalizeTest
 {
     protected void finalize()
     {
         System.out.println("finalize方法被調用");
     }

     public static void main(String[] args)
     {
         FinalizeTest test = new FinalizeTest();
         test = null;
         Runtime.getRuntime().gc();
     }
 }

　　執行結果如下：

復制代碼代碼如下:

finalize方法被調用

　　關于基本類型的一些事兒
　　基本類型供分為9種，包括byte/short/int/long/float/double/boolean/void，每種基本類型都對應一個“包裝類”，其他一些基本信息如下：

復制代碼代碼如下:

. 基本類型：byte 二進制位數：8
. 包裝類：java.lang.Byte
. 最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
. 最大值：Byte.MAX_VALUE=127
. 基本類型：short 二進制位數：16
. 包裝類：java.lang.Short
. 最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
. 最大值：Short.MAX_VALUE=32767
. 基本類型：int 二進制位數：32
. 包裝類：java.lang.Integer
. 最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
. 最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647
. 基本類型：long 二進制位數：64
. 包裝類：java.lang.Long
. 最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
. 最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807
. 基本類型：float 二進制位數：32
. 包裝類：java.lang.Float
. 最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
. 最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38
. 基本類型：double 二進制位數：64
. 包裝類：java.lang.Double
. 最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
. 最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308
. 基本類型：char 二進制位數：16
. 包裝類：java.lang.Character
. 最小值：Character.MIN_VALUE=0
. 最大值：Character.MAX_VALUE=65535

　　關于基本類型的一些結論（來自《Java面試解惑》）
•未帶有字符后綴標識的整數默認為int類型；未帶有字符后綴標識的浮點數默認為double類型。
•如果一個整數的值超出了int類型能夠表示的范圍，則必須增加后綴“L”（不區分大小寫，建議用大寫，因為小寫的L與阿拉伯數字1很容易混淆），表示為long型。
•帶有“F”（不區分大小寫）后綴的整數和浮點數都是float類型的；帶有“D”（不區分大小寫）后綴的整數和浮點數都是double類型的。
•編譯器會在編譯期對byte、short、int、long、float、double、char型變量的值進行檢查，如果超出了它們的取值范圍就會報錯。
•int型值可以賦給所有數值類型的變量；long型值可以賦給long、float、double類型的變量；float型值可以賦給float、double類型的變量；double型值只能賦給double類型變量。
　　關于基本類型之間的轉換
　　下面的轉換是無損精度的轉換：

•byte->short
•short->int
•char->int
•int->long
•float->double
　　下面的轉換是會損失精度的：

•int->float
•long->float
•long->double
　　除此之外的轉換，是非法的。

　　和日期相關的一些事兒
　　Java中，有兩個類和日期相關，一個是Date，一個是Calendar。我們來看下面的示例：

復制代碼代碼如下:

public class DateTest {

     public static void main(String[] args) throws ParseException
     {
         test1();
         test2();
         test3();
     }

     private static void test1() throws ParseException
     {
         Date date = new Date();
         System.out.println(date);
         DateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
         System.out.println(sf.format(date));
         String formatString = "2013-05-12";
         System.out.println(sf.parse(formatString));
     }

     private static void test2()
     {
         Date date = new Date();
         System.out.println("Year:" + date.getYear());
         System.out.println("Month:" + date.getMonth());
         System.out.println("Day:" + date.getDate());
         System.out.println("Hour:" + date.getHours());
         System.out.println("Minute:" + date.getMinutes());
         System.out.println("Second:" + date.getSeconds());
         System.out.println("DayOfWeek:" + date.getDay());
     }

     private static void test3()
     {
         Calendar c = Calendar.getInstance();
         System.out.println(c.getTime());
         System.out.println(c.getTimeZone());
         System.out.println("Year:" + c.get(Calendar.YEAR));
         System.out.println("Month:" + c.get(Calendar.MONTH));
         System.out.println("Day:" + c.get(Calendar.DATE));
         System.out.println("Hour:" + c.get(Calendar.HOUR));
         System.out.println("HourOfDay:" + c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
         System.out.println("Minute:" + c.get(Calendar.MINUTE));
         System.out.println("Second:" + c.get(Calendar.SECOND));
         System.out.println("DayOfWeek:" + c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));
         System.out.println("DayOfMonth:" + c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));
         System.out.println("DayOfYear:" + c.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));
     }
 }

　　輸出結果如下：

復制代碼代碼如下:

Sat May 11 13:44:34 CST 2013
-05-11
Sun May 12 00:00:00 CST 2013
Year:113
Month:4
Day:11
Hour:13
Minute:44
Second:35
DayOfWeek:6
Sat May 11 13:44:35 CST 2013
sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Shanghai",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=19,lastRule=null]
Year:2013
Month:4
Day:11
Hour:1
HourOfDay:13
Minute:44
Second:35
DayOfWeek:7
DayOfMonth:11
DayOfYear:131