Java 中的语法糖,真甜。(二)

简介: 我们在日常开发中经常会使用到诸如泛型、自动拆箱和装箱、内部类、增强 for 循环、try-with-resources 语法、lambda 表达式等,我们只觉得用的很爽,因为这些特性能够帮助我们减轻开发工作量;但我们未曾认真研究过这些特性的本质是什么,那么这篇文章,cxuan 就来为你揭开这些特性背后的真相。

增强 for 循环

为什么有了普通的 for 循环后,还要有增强 for 循环呢?想一下,普通 for 循环你不是需要知道遍历次数?每次还需要知道数组的索引是多少,这种写法明显有些繁琐。增强 for 循环与普通 for 循环相比,功能更强并且代码更加简洁,你无需知道遍历的次数和数组的索引即可进行遍历。

增强 for 循环的对象要么是一个数组,要么实现了 Iterable 接口。这个语法糖主要用来对数组或者集合进行遍历,其在循环过程中不能改变集合的大小。

public static void main(String[] args) {
    String[] params = new String[]{"hello","world"};
    //增强for循环对象为数组
    for(String str : params){
        System.out.println(str);
    }
    List<String> lists = Arrays.asList("hello","world");
    //增强for循环对象实现Iterable接口
    for(String str : lists){
        System.out.println(str);
    }
}

经过编译后的 class 文件如下

public static void main(String[] args) {

String[] params = new String[]{"hello", "world"};
String[] lists = params;
int var3 = params.length;
//数组形式的增强for退化为普通for
for(int str = 0; str < var3; ++str) {
String str1 = lists[str];
System.out.println(str1);
}
List var6 = Arrays.asList(new String[]{"hello", "world"});
Iterator var7 = var6.iterator();
//实现Iterable接口的增强for使用iterator接口进行遍历
while(var7.hasNext()) {
String var8 = (String)var7.next();
System.out.println(var8);
}
}

如上代码所示,如果对数组进行增强 for 循环的话,其内部还是对数组进行遍历,只不过语法糖把你忽悠了,让你以一种更简洁的方式编写代码。

而对继承于 Iterator 迭代器进行增强 for 循环遍历的话,相当于是调用了 Iterator 的 hasNext()next() 方法。

Switch 支持字符串和枚举

switch 关键字原生只能支持整数类型。如果 switch 后面是 String 类型的话,编译器会将其转换成 String 的hashCode 的值,所以其实 switch 语法比较的是 String 的 hashCode 。

如下代码所示

public class SwitchCaseTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "cxuan";
switch (str){
case "cuan":
System.out.println("cuan");
break;
case "xuan":
System.out.println("xuan");
break;
case "cxuan":
System.out.println("cxuan");
break;
default:
break;
}
}
}

我们反编译一下,看看我们的猜想是否正确

微信图片_20220418191241.png

根据字节码可以看到,进行 switch 的实际是 hashcode 进行判断,然后通过使用 equals 方法进行比较,因为字符串有可能会产生哈希冲突的现象。

条件编译

这个又是让小伙伴们摸不着头脑了,什么是条件编译呢?其实,如果你用过 C 或者 C++ 你就知道可以通过预处理语句来实现条件编译。

那么什么是条件编译呢?

一般情况下,源程序中所有的行都参加编译。但有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件下才进行编译,即对一部分内容指定编译条件,这就是 条件编译(conditional compile)

#define DEBUG  
#IFDEF DEBUUG
/*
code block 1
*/
#ELSE
/*
code block 2
*/
#ENDIF

但是在 Java 中没有预处理和宏定义这些内容,那么我们想实现条件编译,应该怎样做呢?

使用 final + if 的组合就可以实现条件编译了。如下代码所示

public static void main(String[] args) {  
final boolean DEBUG = true;
if (DEBUG) {
System.out.println("Hello, world!");
} else {
System.out.println("nothing");
}
}

这段代码会发生什么?我们反编译看一下

微信图片_20220418191247.png

我们可以看到,我们明明是使用了 if …else 语句,但是编译器却只为我们编译了 DEBUG = true 的条件,

所以,Java 语法的条件编译,是通过判断条件为常量的 if 语句实现的,编译器不会为我们编译分支为 false 的代码。

断言

你在 Java 中使用过断言作为日常的判断条件吗?

断言:也就是所谓的 assert 关键字,是 jdk 1.4 后加入的新功能。它主要使用在代码开发和测试时期,用于对某些关键数据的判断,如果这个关键数据不是你程序所预期的数据,程序就提出警告或退出。当软件正式发布后,可以取消断言部分的代码。它也是一个语法糖吗?现在我不告诉你,我们先来看一下 assert 如何使用。

//这个成员变量的值可以变,但最终必须还是回到原值5  
static int i = 5;
public static void main(String[] args) {
assert i == 5;
System.out.println("如果断言正常,我就被打印");
}

如果要开启断言检查,则需要用开关 -enableassertions 或 -ea 来开启。其实断言的底层实现就是 if 判断,如果断言结果为 true,则什么都不做,程序继续执行,如果断言结果为 false,则程序抛出 AssertError 来打断程序的执行。

assert 断言就是通过对布尔标志位进行了一个 if 判断。

try-with-resources

JDK 1.7 开始,java引入了 try-with-resources 声明,将 try-catch-finally 简化为 try-catch,这其实是一种语法糖,在编译时会进行转化为 try-catch-finally 语句。新的声明包含三部分:try-with-resources 声明、try 块、catch 块。它要求在 try-with-resources 声明中定义的变量实现了 AutoCloseable 接口,这样在系统可以自动调用它们的 close 方法,从而替代了 finally 中关闭资源的功能。

如下代码所示

public class TryWithResourcesTest {
public static void main(String[] args) {
try(InputStream inputStream = new FileInputStream(new File("xxx"))) {
inputStream.read();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}

我们可以看一下 try-with-resources 反编译之后的代码

微信图片_20220418191252.png

可以看到,生成的 try-with-resources 经过编译后还是使用的 try…catch…finally 语句,只不过这部分工作由编译器替我们做了,这样能让我们的代码更加简洁,从而消除样板代码。

字符串相加

这个想必大家应该都知道,字符串的拼接有两种,如果能够在编译时期确定拼接的结果,那么使用 + 号连接的字符串会被编译器直接优化为相加的结果,如果编译期不能确定拼接的结果,底层会直接使用 StringBuilderappend 进行拼接,如下图所示。

public class StringAppendTest {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "I am " + "cxuan";
String s2 = "I am " + new String("cxuan");
String s3 = "I am ";
String s4 = "cxuan";
String s5 = s3 + s4;
}
}

上面这段代码就包含了两种字符串拼接的结果,我们反编译看一下

微信图片_20220418191257.png

首先来看一下 s1 ,s1 因为 = 号右边是两个常量,所以两个字符串拼接会被直接优化成为 I am cxuan。而 s2 由于在堆空间中分配了一个 cxuan 对象,所以 + 号两边进行字符串拼接会直接转换为 StringBuilder ,调用其 append 方法进行拼接,最后再调用 toString() 方法转换成字符串。

而由于 s5 进行拼接的两个对象在编译期不能判定其拼接结果,所以会直接使用 StringBuilder 进行拼接。

学习语法糖的意义

互联网时代,有很多标新立异的想法和框架层出不穷,但是,我们对于学习来说应该抓住技术的核心。然而,软件工程是一门协作的艺术,对于工程来说如何提高工程质量,如何提高工程效率也是我们要关注的,既然这些语法糖能辅助我们以更好的方式编写备受欢迎的代码,我们程序员为什么要 抵制 呢?

语法糖也是一种进步,这就和你写作文似的,大白话能把故事讲明白的它就没有语言优美、酣畅淋漓的把故事讲生动的更令人喜欢。

我们要在敞开怀抱拥抱变化的同时也要掌握其 屠龙之技

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