Thinking in Java 筆記，thinkingjava

Thinking in Java 筆記，thinkingjava

　　大二就買了這本書，如今再看這本書，看到了一些以前沒看的細節，也有了不同的體會。本文使用第4版，整理每章的筆記心得。老外的書有個特點，他會花費大量的文字去闡述一個概念，這比堆代碼強多了。

第 1 章 對象導論

1.1 抽象

　　抽象是電腦最重要的概念之一。C 在解決問題時，主要是基於電腦的結構進行抽象，而不是基於所要解決的問題的結構。而 Java 則是針對問題進行建模，根據問題來描述問題，程式可以通過添加一個新類型的對象使自身適用於某個特定問題，程式員不會受限於任何特定類型的問題。

　　對象具有狀態、行為和標識。純粹的物件導向程式設計的基本特性：

• 萬物皆為對象：對象可以儲存資料（狀態），也能執行某些操作（行為）。理論上，可以抽取待解決問題中的任何概念化構建為對象。
• 程式是對象的集合，它們通過發送訊息告知彼此所要做的：其實就是調用特定對象的方法。
• 每個對象都有自己和其他對象構成的儲存：通過現有對象產生新對象，繼承和組合。
• 每個對象都擁有其類型：每個對象都是某個類的執行個體 。
• 一類對象可以接收同樣的訊息：多態，子類能夠替代父類完成某些調用。

1.2 類和對象

　　每個對象都是某個類的執行個體，一個類實際上就是一個抽象資料類型，它描述了具有相同特性（成員）和行為（功能）的對象集合。程式員可以通過定義類來適應問題，而不是被迫使用現有的用來表示機器中的儲存單元的資料類型。根據需求添加新類型擴充程式設計語言，系統就像對待內建類型一樣驗證並管理它們。

　　把對象看做是服務提供者好處：將問題分解為一系列對象的集合；提高對象的內聚性，每個對象都專註本職工作，就是高內聚性，還有個低耦合，解耦一般就用隊列實現；方便理解代碼和重用。

　　物件導向的特點：封裝、繼承和多態。何為封裝？即隱藏對象的屬性和細節，僅對外公開介面，控制屬性的讀取和修改。存取控制存在的原因：隔離與提供的服務無關的部分；分離並保護介面和實現。Java 中有四種存取權限，分別是：

• public：對任何人都可訪問 
• private：只有類建立者和內部方法可訪問
• protected：與 private 相當，區別是子類可訪問
• 預設存取權限：同一包內的類可相互訪問，不同包如同 private 一樣

1.3 代碼複用

　　兩種方式，組合和繼承，組合靈活性比較高，相比於繼承耦合度低一些。如果要使用某個類提供的服務功能時，一般用組合，當要是使用類提供的介面時使用繼承。

　　繼承，使用現有的類建立新類型。子類擁有父類的成員（public, protected）並且複製了父類的介面，也就是說，子類與父類具有相同的類型。子類有兩種方式改變自己的行為：添加新方法和覆蓋父類的方法。當添加新方法時，如果所有子類都需要，就可以把它抽取到父類中。

　　Java 中，Object是所有類的直接或間接父類。單根繼承的好處有：所有對象具有共用介面，利於向後相容；所有對象都具備某些功能，易於建立和參數傳遞；易於記憶體回收。

1.6 多態

　　既然父類和子類是相同類型，那麼在運行時子類就能替換父類（向上轉型）來完成不同的功能，這就是多態。多態的體現是：方法的重載和覆蓋。編譯器（靜態分發，重載）和運行系統（JVM動態分發，覆蓋）會處理相關細節，保證程式正確的行為。

1.7 容器和泛型

　　容器，就是Java中的資料結構了，不同的容器提供不同的介面和行為，對於某些操作具有不同的效率。在JDK 5 之前容器儲存的對象是Obejct，儲存物件必須向上轉型，會丟失其身份，當取出時需要向下轉型，可能會出錯，因為不知道之前放進去的是什麼類型的對象，因此，JDK5增加了泛型，明確指出容器可接收的物件類型。

1.8 對象的建立和生命週期、異常和並發

　　Java 使用動態記憶體分配技術，使用關鍵詞 new 在堆上建立對象。使用記憶體回收行程釋放對象佔用的記憶體。

　　Java 內建了異常的處理，而且強制使用。異常提供了一種從錯誤進行可靠恢複的途徑。

　　並發控制好共用資源的訪問即可，Java提供了並發編程庫，有現成可用的並發資料結構。

1.9 Java與Internet

　　網路編程會涉及到很多知識，TCP/IP，多線程，IO模型等，要寫出高效能的Java程式，還是要下大工夫的，雖然大問題被JVM搞定了。

第 2 章 一切都是對象

2.1 對象

　　Java 通過引用來操作對象，使用 new 建立對象。那麼對象被安置在哪個地方呢？計算中有5個地方可以儲存資料，分別是：

• 寄存器：位於CPU內部，最快的儲存區，根據需求進行分配，不能直接控制
• 堆棧：位於RAM，使用堆棧指標上下移動分配記憶體，速度僅次於寄存器，Java對象不在此，但引用在這裡。Java系統知道棧裡的元素確切生命週期
• 堆：位於RAM，存放所有的 Java 對象，分配記憶體比較靈活，但代價是慢
• 常量儲存：常量值通常放在程式碼內部，或者放在 ROM 唯讀記憶體中
• 非RAM儲存：如將對象序列化到磁碟上，或者存在資料庫中

2.2 基本類型

　　基本類型儲存值，共置於堆棧中，高效。Java 中基本類型的大小是固定的，不隨硬體架構的變化而變化。基本類型如下：

• char：16-bit，2位元組，Unicode字元，0 ~ 2^16-1，Character
• byte：8 bits，1位元組，-128 ~ 127，Byte
• short：16 bits，2位元組，-2^15 ~ 2^15-1，Short
• int：32 bits，4位元組，-2^31 ~ 2^31-1，Integer
• long：64 bits，8位元組，-2^63 ~ 2^63-1，Long
• float：32 bits，4位元組，IEEE754，Float
• double：64 bits，4位元組，IEEE754，Double
• boolean：true/false，Boolean
• void：Void

　　所有數值均有加號或減號，JDK5的自動封裝功能，自動地將基本類型轉為封裝類型。

　　高精度數字：BigInteger：支援任意精度的整數；BigDecimal：支援任意精度的定點數。

　　數組也是對象，能儲存基本類型和參考型別，Java會確保數組被初始化。

2.3 範圍 scope

　　Java 使用花括弧定義範圍，局部變數在花括弧結束時，生命週期就結束了，而對象不是如此，它能一直儲存下去，Java通過記憶體回收行程管理對象的記憶體。一般不會出現記憶體流失，但也不是絕對的。

2.4 類，欄位，方法

　　使用 class 關鍵字定義一個類，類擁有欄位（成員變數）和方法，對於成員變數，即使沒進行初始化，Java也會保證它有一個預設值，參考型別預設為null，數字都預設為0，布爾預設false，char預設’\u0000’(null)。對於局部變數編譯器會強制進行初始化。

　　方法，方法名和參數合起來稱為方法簽名，關於參數，在Java中只有值傳遞。Java消除了向前引用的問題，也就是同一個類中，成員變數和方法的先後順序可以隨意。

　　static關鍵字可用來修飾欄位，方法和類。修飾欄位方法：表示屬於類，不用建立對象就可使用。一般是修飾內部類，此類與一般的類沒有差別。

2.5 注釋

　　常用標籤和html如下：

• @see：引用其他類，@see classname，@see fully-qualified-classnam#method-name
• @author：作者資訊
• @version：版本資訊
• <pre>code</pre>：代碼
• <ol><li>1<li>2</ol>：列表

第 3 章 操作符

3.1 優先順序&賦值運算子

　　從左至右先乘除後加減，當不確定時，使用括弧明確標識即可。

　　賦值運算子（=），對基本類型賦值就是把一個地方的內容複寫到另一個地方，比如int a=b，就是把b的內容複寫給a；對對象賦值只是使這個變數也指向該對象，比如String s = a，s和a指向同一個對象。將對象傳給方法時，也只是傳遞一個引用的值，或者說傳遞一個對象的別名。

3.2 算術、關係、邏輯運算子，直接常量

　　加減乘除，模數，一元加、減操作符，自增，自減。

　　== 作用於基本類型，比較值是否相等；作用於對象比較是否是同一個引用，比較對象使用equals，預設的equals比較引用，需要重寫。

　　與（&&）、或（||）、非（!）產生一個布爾值，具有短路功能，即如果第一個運算式能確定整個運算式的結果，那麼就不會運算後面的運算式。

　　直接常量，必須明確告訴編譯器常量類型，比如10F，10D，10L，0xFF。對於char、byte、short超過其最大範圍自動轉為int。

　　指數計數法：float a = 1.39E-43F;表示1.39×e^-43，如果不加F編譯器預設會當做double處理，會提示類型轉換。

3.3 位操作符和移位操作符

　　位操作符：

• 與（&）：同為1，輸出為1
• 或（|）：有1，輸出為1
• 異或（^）：不全為1，輸出為1
• 非（~）：取反

　　移位操作符，只能用來處理整數，char、byte、short移位時自動轉為int：

• 左移（<<）：低位補0，相當於乘以2^n，n為移動位元
• 右移（>>）：使用符號位擴充，為正高位補0，為負高位補1，相當於除以2^n，n為移動位元
• 無符號右移（>>>）：高位用0擴充

　　在進行移位時，比如int只有數值右端的低5位才有用，比如 16>>2 和 16>>34 相等，因為2^5=32，相當於對32模數。long類型就是低6位元字有效。

　　這裡多說兩句，源碼中或進行移位時會經常看到（&0xFF），原因是什麼呢？

　　一般我們會對位元組byte進行操作，首先 0xFF 表示低8位（1位元組），當對byte移位操作時，會自動轉成int，而Java中 int類型有32位，並且在電腦中數字使用有符號的二進位補碼錶示。所以byte轉為int時會進行符號擴充，高位以符號位填充。如果byte為正數那麼其補碼與原碼相同，此時進不進行位與操作都無所謂，但是為負數時不同，比如byte a = -4；其轉為int在內部的表示就是11111111111111111111111111111100，這進行運算顯然是不正確的，有效位只有低八位，所以與0xFF位與運算，把高24位置0，運算結果就正確了。