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Java 核心技术卷 I 学习记录六

article 2024/11/17 20:57:08

Java 核心技术卷 I 学习记录六

- 4、对象包装器与自动装箱
- 5、参数数量可变的方法
- 6、枚举类
- 7、反射
- - 1、Class 类
  - 2、捕获异常
  - 3、利用反射分析类的能力
  - 4、在运行时使用反射分析对象
  - 5、使用反射编写泛型数组代码
  - 6、调用任意方法
- 8、继承的设计技巧

4、对象包装器与自动装箱

所有的基本类型都冇一个与之对应的类。例如，Integer类对应基本类型int。通常，这些类称为包装器(wrapper)这些对象包装器类拥有很明显的名字：Integer、Long、Float、Double、Short、Byte、Character、Void和Boolean(前6个类派生于公共的超类Number)。对象包装器类是不可变的，即一旦构造了包装器，就不允许更改包装在其中的值。同时，对象包装器类还是final，因此不能定义它们的子类。
不允许写成ArrayList<int>。这里就用到了Integer对象包装器类。我们可以声明一个Integer对象的数组列表。

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

有一个很有用的特性，从而更加便于添加int类型的元素到ArrayList<Integer>中。

// 调用
list.add(3);
// 自动地变换成
list.add(Integer.valueOf(3));
// 这种变换叫做自动装箱(autoboxing)

当将一个Integer对象赋给一个int值时，将会自动拆箱。

// 编译器将下语句
int n = list.get();
// 翻译成：
int n = list.get(i).intValue();

甚至在算术表达式中也能够自动装箱和拆箱。

// 将自增操作符应用于一个包装器引用：
Integer n = 3;
n++;
// 编译器自动插入一条对象拆箱的命令，然后进行自增运算，再将结果装箱

大多数情况下，容易有一种假象，即基本类型与它们的对象包装器是一样的，只是它们的相等性不同。大家知道，==运算符也可以应用于对象包装器对象，只不过检测的是对象是否指向同一个存储区域，因此，下面的比较通常不会成立：

Integer a = 1000;
Integer b = 1000;
if (a = b) ...

但是，Java却可能让他成立。
如果将经常出现的值包装到一个对象中，就有可能成立。要获得确定结果，在两个包装器对象比较时调用equals方法。

// 首先，包装类引用可以为null，所以自动装箱可能会抛出一个NullPointerException异常
Integer n = null;
System.out.println(2 * n);  // Throws NullPointerException

// 如果在一个条件表达式中混合使用Integer和Double类型，Integer值就会拆箱，提示为double，再装箱为Double：
Integer n = 1;
Double x = 2.0;
System.out.println(true ? n : x);  // Prints 1.0

装箱和拆箱是编译器认可的，而不是虚拟机。编译器在生成类的字节码时，插人必要的方法调用。虚拟机只是执行这些字节码。
使用数值对象包装器还有另外一个好处

// 将字符串转换为整型，可以将基本方法放置在包装器中
int x = Integer.parseInt(s);
// parseInt是一个静态方法，与Integer对象没有关系

java.lang.Integer 1.0

int intValue()：以int的形式返回Integer对象的值(在Number类中覆盖了intValue方法)。
static String toString(int i)：以一个新String对象的形式返回给定数值i的十进制表示。
static String toString(int i ,int radix)：返回数值i的基于给定radix参数进制的表示。
static int parselnt(String s)：返回字符串s表示的整型数值，给定字符串表示的是十进制的整数。
static int parseInt(String s,int radix)：返回字符串s表示的整型数值，给定字符串表示的是radix参数进制的整数。
static Integer valueOf(String s)：返回用s表示的整型数值进行初始化后的一个新Integer对象，给定字符串表示的是十进制的整数。
Static Integer value Of(String s, int radix)：返回用s表示的整型数值进行初始化后的一个新Integer对象，给定字符串表示的是radix参数进制的整数。

java.text.NumberFormat 1.1

Number parse(String s)：返回数字值，假设给定的String表示了一个数值。

5、参数数量可变的方法

在Java SE 5.0以前的版本中，每个Java方法都有固定数量的参数。然而，现在的版本提供了可以用可变的参数数量调用的方法(有时称为“变参”方法)。

// 调用printf方法 
// 包含两个参数的调用
System.out.printf("%d", n);
// 包含三个参数的调用
System.out.printf("%d %s", n, "widgets");

printf方法的定义

public class PrintStream {
	public PrintStream printf(String fmt , Object... args) { 
		return format(fmt, args); 
	} 
}

这里的省略号...是Java代码的一部分，表明这个方法可以接收任意数量的对象(除fmt参数之外)。
printf接收两个参数，一个是格式字符串，另一个是Object[]数组，保存所有的参数(如果调用者提供的是整型数组或其他基本类型的值，直接装箱把它们转换成对象)。根据fmt字符串，将第i个格式说明符与args[i]的值匹配起来。
也可以说，对于printf，Object...参数类型与Object[]完全一样。

6、枚举类

枚举类的典型例子如下：

// 声明定义的类型是一个类，刚好又4个实例
public enum Size { SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE };

在比较两个枚举类型的值时，不需要使用equals，直接使用"=="就可以。
需要的话也可以在枚举类型中添加一些构造器、方法和域。
构造器只是在构造枚举常量的时候被调用。

public enum Size {
	SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");
	private String abbreviation;
	private Size(String abbreviation) { this.abbreviation = abbreviation; }
	public String getAbbreviation() { return abbreviation; }
}

所有的枚举类型都是Enum类型的子类。它们继承了这个类的许多方法。
toString方法是最有用的一个方法，能够返回枚举常量名。

Size.SMALL.toString();   // "SMALL"

toString方法的逆方法是静态方法valueOf。

// 将s设置成Size.SMALL
Size s = Enum.valueOf(Size.class, "SMALL");

每个枚举类型都有一个静态方法values，将返回一个包含全部枚举值的数组。

Size[] values = Size.values();
// [Size.SMALL, Size.MEDIUM, Size.LARGE, Size.EXTRA_LARGE]

oridinal方法返回enum声明中枚举常量的位置，从0开始计数。

Size.MEDIUM.ordinal();   // 1

java.Iang.Enum 5.0

static Enum valueOf(Class enumClass , String name)：返回指定名字、给定类的枚举常量。
String toString()：返回枚举常量名。
int ordinal ()：返回枚举常量在enum声明中的位置，位置从0开始计数。
int compareTo(E other)：如果枚举常量出现在Other之前，则返回一个负值；如果this=other，则返回0；否则，返回正值。枚举常量的出现次序在enum声明中给出。

7、反射

能够分析类能力的程序称为反射(reflective)。反射机制的功能极其强大。在下面可以看到，反射机制可以用来：

在运行时分析类的能力。
在运行时查看对象，例如，编写一个toString方法供所有类使用。
实现通用的数组操作代码。
利用Method对象，这个对象很像中的函数指针。

反射是一种功能强大且复杂的机制。使用它的主要人员是工具构造者，而不是应用程序员。

1、Class 类

在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息跟踪着每个对象所属的类。虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。
可以通过专门的Java类访问这些信息。保存这些信息的类被称为Class，这个名字很容易让人混淆。Object类中的getClass()方法将会返回一个Class类型的实例。

Employee e;
...
Class cl = e.getClass();

如同用一个Employee对象表示一个特定的雇员属性一样，一个Class对象将表示一个特定类的属性。
最常用的Class方法是getName。这个方法将返回类的名字。

System.out.println(e.getClass().getName() + " " + e.getName());  // Employee Harry Hacker

如果类在一个包里，包的名字也作为类名的一部分：

Random generator = new Random();
Class cl = generator.getClass();
String name = cl.getName(); // name is set to "java.util.Random"

// 还可以调用静态方法forName获得类名对应的Class对象
String dassName = "java.util .Random";
Class cl = Class.forName(dassName);

如果类名保存在字符串中，并可在运行中改变，就可以使用这个方法。当然，这个方法只有在dassName是类名或接口名时才能够执行。否则，forName方法将抛出一个checked exception(已检查异常)。无论何时使用这个方法，都应该提供一个异常处理器( exception handler)。
获得Class类对象的第三种方法非常简单。如果T是任意的Java类型(或void关键字)，T.class将代表匹配的类对象。

Class dl = Random.class; // if you import java.util
Gass cl2 = int.class;
Class cl3 = Double[].class;

请注意，一个Class对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类。
虚拟机为每个类型管理一个Class对象。因此，可以利用==运算符实现两个类对象比较的操作；还有一个很有用的方法newlnstance()，可以用来动态地创建一个类的实例。

// 利用==运算符实现两个类对象比较的操作
if (e.getClass() == Employee.class) ...
// 方法newlnstance()，可以用来动态地创建一个类的实例
e.getClass().newlnstance();

2、捕获异常

当程序运行过程中发生错误时，就会“抛出异常“。抛出异常比终止程序要灵活得多，这是因为可以提供一个“捕获”异常的处理器(handler)对异常情况进行处理。
如果没有提供处理器，程序就会终止，并在控制台上打印出一条信息，其中给出了异常的类型。
异常有两种类型：未检查异常和已检查异常。对于已检查异常，编译器将会检查是否提供了处理器。然而，有很多常见的异常。例如，访问null引用，都属于未检查异常。编译器不会査看是否为这些错误提供了处理器。
将可能抛出已检査异常的一个或多个方法调用代码放在try块中，然后在catch子句中提供处理器代码。

try {
	statements that might throwexceptions
}
catch (Exception e) {
	handler action
}

如果try块中没有抛出任何异常，那么会跳过catch子句的处理器代码。
java.lang.Class 1.0

static Class forName(String className)：返回描述类名为 className的Class对象。
Object newlnstance()：返回这个类的一个新实例。

java.Iang.reflect.Constructor 1.1

Object newlnstance(Object[] args)：构造一个这个构造器所属类的新实例。
参数：args这是提供给构造器的参数。

java.Iang.Throwable 1.0

void printStackTrace()：将Throwable对象和栈的轨迹输出到标准错误流。

3、利用反射分析类的能力

在java.lang.reflect包中有三个类Field、Method和Constructor分别用于描述类的域、方法和构造器。这三个类都有一个叫做getName的方法，用来返回项目的名称。
Field类有一个getType方法，用来返回描述域所属类型的Class对象。
Method和Constructor类有能够报告参数类型的方法，Method类还有一个可以报告返回类型的方法。这个类还有一个叫做getModifiers的方法，它将返回一个整型数值，用不同的位开关描述public和static这样的修饰符使用状况。
另外，还可以利java.lang.reflect包中的Modifier类的静态方法分析getModifiers返回的整型数值。
Class类中的getFields、getMethods和getConstructors方法将分别返回类提供的public域、方法和构造器数组，其中包括超类的公有成员。Class类的getDeclareFields、getDeclareMethods和getDeclaredConstructors方法将分别返回类中声明的全部域、方法和构造器，其中包括私有和受保护成员，但不包括超类的成员。
java.lang.Class 1.0

Field[] getFields() 1.1：getFields方法将返回一个包含Field对象的数组，这些对象记录了这个类或其超类的公有域。
Filed[] getDeclaredFields() 1.1：getDeclaredField方法也将返回包含Field对象的数组，这些对象记录了这个类的全部域。如果类中没有域，或者Class对象描述的是基本类型或数组类型，这些方法将返回一个长度为0的数组。
Method[] getMethods() 1.1：返回包含Method对象的数组：getMethods将返回所有的公有方法，包括从超类继承来的公有方法。
Method[] getDeclareMethods() 1.1：返回包含Method对象的数组：getDeclaredMethods返回这个类或接口的全部方法，但不包括由超类继承了的方法。
Constructor[] getConstructors() 1.1：返回包含Constructor对象的数组，其中包含了Class对象所描述的类的所有公有构造器(getConstructors)。
Constructor[] getDeclaredConstructors() 1.1：返回包含Constructor对象的数组，其中包含了Class对象所描述的类的所有构造器(getDeclaredConstructors)。

java.lang.reflect.Field 1.1
java.lang.reflect.Method 1.1
java.lang.reflect.Constructor 1.1

Class getDeclaringClass()：返冋一个用于描述类中定义的构造器、方法或域的Class对象。
Class[] getExceptionTypes()：(在Constructor和Method类中)返回一个用于描述方法抛出的异常类型的Class对象数组。
int getModifiers()：返回一个用于描述构造器、方法或域的修饰符的整型数值。使用Modifier类中的这个方法可以分析这个返回值。
String getName()：返冋一个用于描述构造器、方法或域名的字符串。
Class[] getParameterTypes()：(在Constructor和Method类中)返回一个用于描述参数类型的Class对象数组。
Class getReturnType() ：(在Method类中)返回一个用于描述返回类型的Class对象。

java.lang.reflect.Modifier 1.1

static String toString(int modifiers)：返回对应modifiers中位设置的修饰符的字符串表示。
static boolean isAbstract(int modifiers)
static boolean isFinal (int modifiers)
static boolean islnterface(int modifiers)
static boolean isNative(int modifiers)
static boolean isPrivate(int modifiers)
static boolean isProtected(int modifiers)
static boolean isPublic(int modifiers)
static boolean isStatic(int modifiers)
static boolean isStrict(int modifiers)
static boolean isSynchronized(int modifiers)
static boolean isVolatile(int modifiers)
这些方法将检测方法名中对应的修饰符在modffiers值中的位。

4、在运行时使用反射分析对象

已经知道如何查看任意对象的数据域名称和类型：

获得对应的Class对象。
通过Class对象调用getDeclaredFields。

java.Iang.reflect.AccessibleObject 1.2

void setAccessible(boolean flag)：为反射对象设置可访问标志。flag为true表明屏蔽Java语言的访问检查，使得对象的私有属性也可以被査询和设置。
boolean isAccessible()：返回反射对象的可访问标志的值。
static void setAccessible(AccessibleObject[] array,boolean flag)：是一种设置对象数组可访问标志的快捷方法。

java.lang.Class 1.1

Field getField(String name)：返回指定名称的公有域。
Field[] getField()：返回包含所有域的数组。
Field getDeclaredField(String name)：返回类中声明的给定名称的域。
Field[] getDeclaredFields()：返回包含声明的全部域的数组。

java.Iang.reflect.Field 1.1

Object get(Object obj)：返回obj对象中用Field对象表示的域值。
void set(Object obj ,Object newValue)：用一个新值设置Obj对象中Field对象表示的域。

5、使用反射编写泛型数组代码

java.lang.reflect包中的Array类允许动态地创建数组。
java.lang.reflect.Array 1.1

static Object get(Object array,int index)：
static xxx getXxx(Object array,int index)：(xxx是boolean、byte、char、double、float、int、long、short之中的一种基本类M)。这些方法将返回存储在给定位置上的给定数组的内容。
static void set(Object array,int index,Object newValue)：
static setXxx(Object array,int index,xxx newValue)：(xxx是boolean、byte、char、double、float、int、long、short之中的一种基本类型)。这些方法将一个新值存储到给定位置上的给定数组中。
static int getLength(Object array)：返回数组的长度。
static Object newInstance(Class componentType,int length)：
static Object newInstance(Class componentType,int[]lengths)：返回一个具有给定类型、给定维数的新数组。

6、调用任意方法

从表面上看，Java没有提供方法指针，即将一个方法的存储地址传给另外一个方法，以便第二个方法能够随后调用它。事实上，Java的设计者曾说过：方法指针是很危险的，并且常常会带来隐患。他们认为Java提供的接口(interface)是一种更好的解决方案。然而，反射机制允许你调用任意方法。
java.Iang.reflect.Method 1.1

public Object invoke(Object implicitParameter,Object[] explicitParamenters)：调用这个对象所描述的方法，传递给定参数，并返回方法的返回值。对于静态方法，把null作为隐式参数传递。在使用包装器传递基本类型的值时，基本类型的返回值必
须是未包装的。