《java编程思想》第四版第2 章一切都是对象 2 . 2 所有对象都必须创建

骑猪看日落 2022-05-12 05:04 196阅读 0赞

创建句柄时，我们希望它同一个新对象连接。通常用new 关键字达到这一目的。new 的意思是：“把我变成  
这些对象的一种新类型”。所以在上面的例子中，可以说：

String s = new String("asdf");

它不仅指出“将我变成一个新字串”，也通过提供一个初始字串，指出了“如何生成这个新字串”。  
当然，字串（String）并非唯一的类型。Java 配套提供了数量众多的现成类型。对我们来讲，最重要的就是  
记住能自行创建类型。事实上，这应是Java 程序设计的一项基本操作，是继续本书后余部分学习的基础。

## 2 . 2 . 1 保存到什么地方 ##

程序运行时，我们最好对数据保存到什么地方做到心中有数。特别要注意的是内存的分配。有六个地方都可  
以保存数据：  
(1) 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存  
器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的  
程序里找到寄存器存在的任何踪迹。  
(2) 堆栈。驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域，但可通过它的“堆栈指针”获得处理的直接支持。堆  
栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存  
方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java 编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存  
在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活  
性，所以尽管有些Java 数据要保存在堆栈里——特别是对象句柄，但Java 对象并不放到其中。  
(3) 堆。一种常规用途的内存池（也在RAM 区域），其中保存了Java 对象。和堆栈不同，“内存堆”或  
“堆”（Heap）最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要  
在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new 命  
令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然  
会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！  
(4) 静态存储。这儿的“静态”（Static）是指“位于固定位置”（尽管也在RAM 里）。程序运行期间，静  
态存储的数据将随时等候调用。可用static 关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但Java 对象本身永  
远都不会置入静态存储空间。  
(5) 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的，因为它们永远都不会改变。有的常数  
需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器（ROM）。  
(6) 非RAM 存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。  
其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固定对象”。对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给  
另一台机器。而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对  
于这些类型的数据存储，一个特别有用的技巧就是它们能存在于其他媒体中。一旦需要，甚至能将它们恢复  
成普通的、基于RAM 的对象。Java 1.1 提供了对Lightweight persistence 的支持。未来的版本甚至可能提  
供更完整的方案。

## 2 . 2 . 2 特殊情况：主要类型 ##

有一系列类需特别对待；可将它们想象成“基本”、“主要”或者“主”（Primitive）类型，进行程序设计  
时要频繁用到它们。之所以要特别对待，是由于用new 创建对象（特别是小的、简单的变量）并不是非常有  
效，因为new 将对象置于“堆”里。对于这些类型，Java 采纳了与C 和C++相同的方法。也就是说，不是用  
new 创建变量，而是创建一个并非句柄的“自动”变量。这个变量容纳了具体的值，并置于堆栈中，能够更  
高效地存取。  
Java 决定了每种主要类型的大小。就象在大多数语言里那样，这些大小并不随着机器结构的变化而变化。这  
种大小的不可更改正是Java 程序具有很强移植能力的原因之一。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主类型</th> 
   <th>大小</th> 
   <th>最小值</th> 
   <th>最大值</th> 
   <th>封装器类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>1 位</td> 
   <td>-</td> 
   <td>-</td> 
   <td>Boolean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>16 位</td> 
   <td>Unicode 0</td> 
   <td>Unicode 2 的16 次方-1</td> 
   <td>Character</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>8 位</td> 
   <td>-128</td> 
   <td>+127</td> 
   <td>Byte（注释①）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>16 位</td> 
   <td>-2 的15 次方</td> 
   <td>+2 的15 次方-1</td> 
   <td>Short（注释①）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>32 位</td> 
   <td>-2 的31 次方</td> 
   <td>+2 的31 次方-1</td> 
   <td>Integer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>64 位</td> 
   <td>-2 的63 次方</td> 
   <td>+2 的63 次方-1</td> 
   <td>Long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>32 位</td> 
   <td>IEEE754</td> 
   <td>IEEE754</td> 
   <td>Float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>64 位</td> 
   <td>IEEE754</td> 
   <td>IEEE754</td> 
   <td>Double</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Void</td> 
   <td>-</td> 
   <td>-</td> 
   <td>-</td> 
   <td>Void（注释①）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

①：到Java 1.1 才有，1.0 版没有。

数值类型全都是有符号（正负号）的，所以不必费劲寻找没有符号的类型。  
主数据类型也拥有自己的“封装器”（wrapper）类。这意味着假如想让堆内一个非主要对象表示那个主类  
型，就要使用对应的封装器。例如：

char c = 'x';
    Character C = new Character('c');

也可以直接使用：

Character C = new Character('x');

这样做的原因将在以后的章节里解释。  
1. 高精度数字  
Java 1.1 增加了两个类，用于进行高精度的计算：BigInteger 和BigDecimal。尽管它们大致可以划分为  
“封装器”类型，但两者都没有对应的“主类型”。  
这两个类都有自己特殊的“方法”，对应于我们针对主类型执行的操作。也就是说，能对int 或float 做的  
事情，对BigInteger 和BigDecimal 一样可以做。只是必须使用方法调用，不能使用运算符。此外，由于牵  
涉更多，所以运算速度会慢一些。我们牺牲了速度，但换来了精度。  
BigInteger 支持任意精度的整数。也就是说，我们可精确表示任意大小的整数值，同时在运算过程中不会丢  
失任何信息。  
BigDecimal 支持任意精度的定点数字。例如，可用它进行精确的币值计算。  
至于调用这两个类时可选用的构建器和方法，请自行参考联机帮助文档。

## 2 . 2 . 3 J a v a 的数组 ##

几乎所有程序设计语言都支持数组。在C 和C++里使用数组是非常危险的，因为那些数组只是内存块。若程  
序访问自己内存块以外的数组，或者在初始化之前使用内存（属于常规编程错误），会产生不可预测的后果  
（注释②）。  
②：在C++里，应尽量不要使用数组，换用标准模板库（Standard TemplateLibrary）里更安全的容器。  
Java 的一项主要设计目标就是安全性。所以在C 和C++里困扰程序员的许多问题都未在Java 里重复。一个  
Java 可以保证被初始化，而且不可在它的范围之外访问。由于系统自动进行范围检查，所以必然要付出一些  
代价：针对每个数组，以及在运行期间对索引的校验，都会造成少量的内存开销。但由此换回的是更高的安  
全性，以及更高的工作效率。为此付出少许代价是值得的。  
创建对象数组时，实际创建的是一个句柄数组。而且每个句柄都会自动初始化成一个特殊值，并带有自己的  
关键字：null（空）。一旦Java 看到null，就知道该句柄并未指向一个对象。正式使用前，必须为每个句  
柄都分配一个对象。若试图使用依然为null 的一个句柄，就会在运行期报告问题。因此，典型的数组错误在  
Java 里就得到了避免。  
也可以创建主类型数组。同样地，编译器能够担保对它的初始化，因为会将那个数组的内存划分成零。  
数组问题将在以后的章节里详细讨论。

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