引言:语法糖经常是大厂面试官常问的一个知识点,关于 Java 的语法糖很多人可能只是知道其中的某几个,但却对整体的结构不了解,本文将详细介绍 Java 语法糖的知识。
题目
什么是 Java 语法糖?
推荐解析
什么是语法糖?
语法糖是指一种编程语言的语法结构,它并不提供新的功能,但使代码更易读、更易写,提高了开发效率。这些语法糖通常是一种编译器提供的便利性,它将一种常见的模式或代码结构用更简洁、更易懂的语法表示出来。
语法糖的目的是什么?
语法糖的目的是提高代码的可读性和编写效率,而不是引入新的功能或改变语言的本质。开发者可以使用语法糖来编写更简洁、更清晰的代码,而不必深入了解底层的实现细节。
Java 的语法糖
Switch 支持 String 与枚举
举个例子
public class switchDemoString {public static void main(String[] args) {String str = "nihao";switch (str) {case "nihao":System.out.println("nihao");break;case "hello":System.out.println("hello");break;default:break;}}
}
Switch (字符串) 是用字符串的 hashcode 进行比较,case 中再利用 equals 进行判断,因为可能会产生 hash 冲突的情况。
泛型
对于 Java 虚拟机来说,需要在编译阶段通过类型擦除的方式进行解语法糖。
类型擦除的主要过程如下:1.将所有的泛型参数用其最左边界(最顶级的父类型)类型替换。2.移除所有的类型参数。
举个例子
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("xiaobaitiao", "nihao");
解语法糖之后
Map map = new HashMap();
map.put("xiaobaitiao", "nihao");
在虚拟机中,泛型的实现涉及到类型擦除(Type Erasure)的概念。类型擦除是指在编译时泛型类型信息被擦除,而在运行时,泛型的实例仅保留原始类型(raw type)的信息。这导致在虚拟机中,所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除,并且泛型类并没有自己独有的 Class
类对象。
具体来说,泛型类在编译后的字节码中不会保留其泛型信息,而是被替换为原始类型。例如,对于 List<String>
或 List<Integer>
,在运行时只存在一个 List
类的对象,而无法通过 List<String>.class
或 List<Integer>.class
这样的语法来获取类对象。
这样的设计是为了保持 Java 的向后兼容性,因为泛型是在 Java 5引入的,而在引入泛型之前的代码中是没有泛型信息的。因此,为了确保与旧代码的互操作性,Java 编译器使用了类型擦除来处理泛型。
自动装箱和拆箱
这个语法糖应该是较为熟知的,自动装箱就是 Java 自动将原始类型值转换成对应的对象,比如将 int 的变量转换成 Integer 对象,这个过程叫做装箱,反之将 Integer 对象转换成 int 类型值,这个过程叫做拆箱。因为不用人工去转化,因此是自动装箱和拆箱。
举个例子(自动装箱)
public static void main(String[] args) {int num = 1;Integer n = num;
}
反编译
public static void main(String args[])
{int num = 1;Integer n = Integer.valueOf(num);
}
自动拆箱
public static void main(String[] args) {Integer num = 10;int n = num;
}
反编译
public static void main(String args[])
{Integer num = Integer.valueOf(10);int n = num.intValue();
}
总结:装箱用 valueOf() 方法,拆箱用 xxxValue 方法,比如 intValue。
可变长参数
public static void print(String... strs)
{for (int i = 0; i < strs.length; i++){System.out.println(strs[i]);}
}
可以用... 去代表可变长参数,相当于一个一维字符串数组。一般不太常用。
断言
在 Java 中,assert
关键字是从 JAVA SE 1.4 引入的,为了避免和老版本的 Java 代码中使用了assert
关键字导致错误,Java 在执行的时候默认是不启动断言检查的。
举个例子
public class Test {public static void main(String args[]) {int a = 1;int b = 1;assert a == b;System.out.println("Hello Word");}
}
当 a不等于b 时,会抛出断言的异常,相等才会输出 HelloWorld,反编译后相当于一个 if else。
数值字面量
在 java 7 中,数值字面量,不管是整数还是浮点数,都允许在数字之间插入任意多个下划线。
public class Test {public static void main(String... args) {int i = 10_000;System.out.println(i);}
}
反编译后会自动把下划线去掉,就是为了方便阅读。
For-Each
For-Each 是程序员都会经常用到的,底层也是普遍都讲过是利用 for 循环和迭代器,因此使用要注意 fail-fast 机制,建议了解 Stream 流的知识。
举个例子
public static void main(String... args) {String[] strs = {"Hello"};for (String s : strs) {System.out.println(s);}List<String> strList = ImmutableList.of("Hello");for (String s : strList) {System.out.println(s);}
}
public static transient void main(String args[])
{String strs[] = {"Hello"};String args1[] = strs;int i = args1.length;for(int j = 0; j < i; j++){String s = args1[j];System.out.println(s);}List strList = ImmutableList.of("Hello");String s;for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s))s = (String)iterator.next();
}
注意事项
1)方法重载,但由于泛型擦除,导致编译失败
public static void method(List<String> list) {System.out.println("Hello World String list");}public static void method(List<Long> list) {System.out.println("Hello World Long list");}
2)try catch 中的异常不能再去区别异常的泛型类型,同样是泛型擦除机制。
3)自动拆箱和装箱,但是整数值有缓存机制。
public static void main(String[] args) {Integer a = 129;Integer b = 129;Integer c = 100;Integer d = 100;System.out.println(a == b);System.out.println(c == d);
}
输出结果
false
true
-128 到 127 和缓存机制可以实现重用,也就是说使用的是相同的对象引用,这个也比较经典。
4)增强 for 循环,上文有提到过,增强 for 底层有用到迭代器,迭代器在遍历的时候对象不允许修改或者删除。因此 CMS 异常也就是 fail-fast 多线程修改,解决方法可以直接用迭代器或者 Stream 流的方法,推荐 Stream 流掌握。
总结
语法糖在大多数情况下被我们所使用,能够较大地提升开发效率,但是在开发效率提升的同时,我们要明白语法糖的底层原理,也就是反编译后的代码,JVM 虚拟机是怎么优化的,有哪些优化机制,可能会发生什么问题,这是我们需要注意的点,避免踩坑。
Java 的语法糖是指一些在语法层面上提供的便利性,使得代码更加简洁和易读。这些语法糖并不引入新的功能,而是提供了一种更方便的语法形式。以下是 Java 中常见的语法糖:
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泛型: Java 中的泛型提供了参数化类型的能力,使得在编写集合类等泛型类时可以更安全和更易用。但实际上,Java 的泛型是通过类型擦除来实现的,所以在运行时泛型信息是不可见的。
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自动装箱和拆箱: 基本数据类型和对应的包装类型之间可以自动进行转换,这使得代码更易读。例如,
int
到Integer
的转换。 -
增强的 for 循环: 提供了更简洁的方式来迭代集合或数组,避免了手动管理索引的麻烦。
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枚举类型: 提供了更简洁、类型安全的枚举定义方式,避免了使用常量的硬编码。
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可变参数(Varargs): 允许方法接受可变数量的参数,而无需手动创建数组。
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Lambda 表达式: 引入了函数式编程的概念,使得可以更轻松地编写简洁的匿名函数。
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Diamond 语法(菱形语法): 在创建泛型实例时,允许省略类型参数的重复声明。
使用语法糖可能遇到的坑:
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泛型类型擦除: 虽然泛型提供了更安全的集合操作,但由于类型擦除的存在,可能会导致在运行时无法获取泛型类型信息。
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自动装箱拆箱带来的性能开销: 自动装箱和拆箱可能导致额外的性能开销,特别是在大量数据操作时。
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Lambda 表达式的闭包问题: 在使用 Lambda 表达式时,需要注意对外部变量的访问,因为 Lambda 表达式默认是对外部变量的“读取”操作,对于局部变量需要是最终的(effectively final)。
总结:
Java 的语法糖提供了一系列便捷性,使得代码更加简洁、易读,并提高了开发效率。然而,在使用语法糖时需要注意可能遇到的一些陷阱,如泛型类型擦除、自动装箱拆箱的性能开销,以及 Lambda 表达式的闭包问题。理解这些细节有助于更好地利用语法糖,同时避免潜在的问题。
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