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2008 年 05 月 22 日关注学习

关于Java初学者需要了解的几个基础问题

对于这个系列里的问题,每个学Java的人都应该搞懂。当然,如果只是学Java玩玩就无所谓了。如果你认为自己已经超越初学者了,却不很懂这些问题,请将你自己重归初学者行列。

问题一:我声明了什么!

String s = "Hello world!";

许多人都做过这样的事情,但是,我们到底声明了什么?回答通常是:一个String,内容是“Hello world!”。这样模糊的回答通常是概念不清的根源。如果要准确的回答,一半的人大概会回答错误。

这个语句声明的是一个指向对象的引用,名为“s”,可以指向类型为String的任何对象,目前指向"Hello world!"这个String类型的对象。这就是真正发生的事情。我们并没有声明一个String对象,我们只是声明了一个只能指向String对象的引用变量。所以,如果在刚才那句语句后面,如果再运行一句:

String string = s;

我们是声明了另外一个只能指向String对象的引用,名为string,并没有第二个对象产生,string还是指向原来那个对象,也就是,和s指向同一个对象。

问题二:"=="和equals方法究竟有什么区别?

==操作符专门用来比较变量的值是否相等。比较好理解的一点是:

int a=10;
int b=10;

则a==b将是true。

但不好理解的地方是:

String a=new String("foo");
String b=new String("foo");

则a==b将返回false。

根据前一帖说过,对象变量其实是一个引用,它们的值是指向对象所在的内存地址,而不是对象本身。a和b都使用了new操作符,意味着将在内存中产生两个内容为"foo"的字符串,既然是“两个”,它们自然位于不同的内存地址。a和b的值其实是两个不同的内存地址的值,所以使用"=="操作符,结果会是false。诚然,a和b所指的对象,它们的内容都是"foo",应该是“相等”,但是==操作符并不涉及到对象内容的比较。

对象内容的比较,正是equals方法做的事。

看一下Object对象的equals方法是如何实现的:

boolean equals(Object o){
return this==o;
}

Object对象默认使用了==操作符。所以如果你自创的类没有覆盖equals方法,那你的类使用equals和使用==会得到同样的结果。同样也可以看出,Object的equals方法没有达到equals方法应该达到的目标:比较两个对象内容是否相等。因为答案应该由类的创建者决定,所以Object把这个任务留给了类的创建者。

看一下一个极端的类:

Class Monster{
private String content;

boolean equals(Object another){ return true;}
}

我覆盖了equals方法。这个实现会导致无论Monster实例内容如何,它们之间的比较永远返回true。

所以当你是用equals方法判断对象的内容是否相等,请不要想当然。因为可能你认为相等,而这个类的作者不这样认为,而类的equals方法的实现是由他掌握的。如果你需要使用equals方法,或者使用任何基于散列码的集合(HashSet,HashMap,HashTable),请察看一下java doc以确认这个类的equals逻辑是如何实现的。

问题三:String到底变了没有?

没有。因为String被设计成不可变(immutable)类,所以它的所有对象都是不可变对象。请看下列代码:

String s = "Hello";
s = s + " world!";

s所指向的对象是否改变了呢?从本系列第一篇的结论很容易导出这个结论。我们来看看发生了什么事情。在这段代码中,s原先指向一个String对象,内容是"Hello",然后我们对s进行了+操作,那么s所指向的那个对象是否发生了改变呢?答案是没有。这时,s不指向原来那个对象了,而指向了另一个String对象,内容为"Hello world!",原来那个对象还存在于内存之中,只是s这个引用变量不再指向它了。

通过上面的说明,我们很容易导出另一个结论,如果经常对字符串进行各种各样的修改,或者说,不可预见的修改,那么使用String来代表字符串的话会引起很大的内存开销。因为String对象建立之后不能再改变,所以对于每一个不同的字符串,都需要一个String对象来表示。这时,应该考虑使用StringBuffer类,它允许修改,而不是每个不同的字符串都要生成一个新的对象。并且,这两种类的对象转换十分容易。

同时,我们还可以知道,如果要使用内容相同的字符串,不必每次都new一个String。例如我们要在构造器中对一个名叫s的String引用变量进行初始化,把它设置为初始值,应当这样做:

public class Demo {
private String s;

public Demo {
s = "Initial Value";
}

}

而非

s = new String("Initial Value");

后者每次都会调用构造器,生成新对象,性能低下且内存开销大,并且没有意义,因为String对象不可改变,所以对于内容相同的字符串,只要一个String对象来表示就可以了。也就说,多次调用上面的构造器创建多个对象,他们的String类型属性s都指向同一个对象。
上面的结论还基于这样一个事实:对于字符串常量,如果内容相同,Java认为它们代表同一个String对象。而用关键字new调用构造器,总是会创建一个新的对象,无论内容是否相同。

至于为什么要把String类设计成不可变类,是它的用途决定的。其实不只String,很多Java标准类库中的类都是不可变的。在开发一个系统的时候,我们有时候也需要设计不可变类,来传递一组相关的值,这也是面向对象思想的体现。不可变类有一些优点,比如因为它的对象是只读的,所以多线程并发访问也不会有任何问题。当然也有一些缺点,比如每个不同的状态都要一个对象来代表,可能会造成性能上的问题。所以Java标准类库还提供了一个可变版本,即StringBuffer。

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该日志于2008-05-22 08:14由 kevin 发表在关注学习分类下, 你可以发表评论。除了可以将这个日志以保留源地址及作者的情况下引用到你的网站或博客,还可以通过RSS 2.0订阅这个日志的所有评论。

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