首页 > 编程语言 >Java语法糖详解

Java语法糖详解

时间:2024-11-20 18:44:16浏览次数:3  
标签:Java String int public 语法 详解 static class

什么是语法糖?

语法糖(Syntactic Sugar) 也称糖衣语法,是英国计算机学家 Peter.J.Landin 发明的一个术语,指在计算机语言中添加的某种语法,这种语法对语言的功能并没有影响,但是更方便程序员使用。简而言之,语法糖让程序更加简洁,有更高的可读性。

 

有意思的是,在编程领域,除了语法糖,还有语法盐和语法糖精的说法,篇幅有限这里不做扩展了。

我们所熟知的编程语言中几乎都有语法糖。作者认为,语法糖的多少是评判一个语言够不够牛逼的标准之一。很多人说 Java 是一个“低糖语言”,其实从 Java 7 开始 Java 语言层面上一直在添加各种糖,主要是在“Project Coin”项目下研发。尽管现在 Java 有人还是认为现在的 Java 是低糖,未来还会持续向着“高糖”的方向发展

Java 中有哪些常见的语法糖?

前面提到过,语法糖的存在主要是方便开发人员使用。但其实, Java 虚拟机并不支持这些语法糖。这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构,这个过程就是解语法糖。

说到编译,大家肯定都知道,Java 语言中,javac命令可以将后缀名为.java的源文件编译为后缀名为.class的可以运行于 Java 虚拟机的字节码。如果你去看com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源码,你会发现在compile()中有一个步骤就是调用desugar(),这个方法就是负责解语法糖的实现的。

Java 中最常用的语法糖主要有泛型、变长参数、条件编译、自动拆装箱、内部类等。本文主要来分析下这些语法糖背后的原理。一步一步剥去糖衣,看看其本质。

我们这里会用到反编译,你可以通过 Decompilers online 对 Class 文件进行在线反编译。

switch 支持 String 与枚举

前面提到过,从 Java 7 开始,Java 语言中的语法糖在逐渐丰富,其中一个比较重要的就是 Java 7 中switch开始支持String

在开始之前先科普下,Java 中的switch自身原本就支持基本类型。比如intchar等。对于int类型,直接进行数值的比较。对于char类型则是比较其 ascii 码。所以,对于编译器来说,switch中其实只能使用整型,任何类型的比较都要转换成整型。比如byteshortchar(ascii 码是整型)以及int

那么接下来看下switchString的支持,有以下代码:

public class switchDemoString {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "world";
        switch (str) {
        case "hello":
            System.out.println("hello");
            break;
        case "world":
            System.out.println("world");
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}

反编译后内容如下:

public class switchDemoString
{
    public switchDemoString()
    {
    }
    public static void main(String args[])
    {
        String str = "world";
        String s;
        switch((s = str).hashCode())
        {
        default:
            break;
        case 99162322:
            if(s.equals("hello"))
                System.out.println("hello");
            break;
        case 113318802:
            if(s.equals("world"))
                System.out.println("world");
            break;
        }
    }
}

看到这个代码,你知道原来 字符串的 switch 是通过equals()hashCode()方法来实现的。 还好hashCode()方法返回的是int,而不是long

仔细看下可以发现,进行switch的实际是哈希值,然后通过使用equals方法比较进行安全检查,这个检查是必要的,因为哈希可能会发生碰撞。因此它的性能是不如使用枚举进行 switch 或者使用纯整数常量,但这也不是很差。

泛型

我们都知道,很多语言都是支持泛型的,但是很多人不知道的是,不同的编译器对于泛型的处理方式是不同的,通常情况下,一个编译器处理泛型有两种方式:Code specializationCode sharing。C++和 C#是使用Code specialization的处理机制,而 Java 使用的是Code sharing的机制。

Code sharing 方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示,并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除(type erasue)实现的。

也就是说,对于 Java 虚拟机来说,他根本不认识Map<String, String> map这样的语法。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。

以下代码:

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("name", "hollis");
map.put("wechat", "Hollis");
map.put("blog", "www.hollischuang.com");

解语法糖之后会变成:

Map map = new HashMap();
map.put("name", "hollis");
map.put("wechat", "Hollis");
map.put("blog", "www.hollischuang.com");

以下代码:

public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) {
    Iterator<A> xi = xs.iterator();
    A w = xi.next();
    while (xi.hasNext()) {
        A x = xi.next();
        if (w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}

类型擦除后会变成:

 public static Comparable max(Collection xs){
    Iterator xi = xs.iterator();
    Comparable w = (Comparable)xi.next();
    while(xi.hasNext())
    {
        Comparable x = (Comparable)xi.next();
        if(w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}

虚拟机中没有泛型,只有普通类和普通方法,所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除,泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class,而只有List.class

自动装箱与拆箱

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。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换,所以就称作为自动装箱和拆箱。原始类型 byte, short, char, int, long, float, double 和 boolean 对应的封装类为 Byte, Short, Character, Integer, Long, Float, Double, Boolean。

先来看个自动装箱的代码:

 public static void main(String[] args) {
    int i = 10;
    Integer n = i;
}

反编译后代码如下:

public static void main(String args[])
{
    int i = 10;
    Integer n = Integer.valueOf(i);
}

再来看个自动拆箱的代码:

public static void main(String[] args) {

    Integer i = 10;
    int n = i;
}

反编译后代码如下:

public static void main(String args[])
{
    Integer i = Integer.valueOf(10);
    int n = i.intValue();
}

从反编译得到内容可以看出,在装箱的时候自动调用的是IntegervalueOf(int)方法。而在拆箱的时候自动调用的是IntegerintValue方法。

所以,装箱过程是通过调用包装器的 valueOf 方法实现的,而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue 方法实现的。

可变长参数

可变参数(variable arguments)是在 Java 1.5 中引入的一个特性。它允许一个方法把任意数量的值作为参数。

看下以下可变参数代码,其中 print 方法接收可变参数:

public static void main(String[] args)
    {
        print("Holis", "公众号:Hollis", "博客:www.hollischuang.com", "QQ:907607222");
    }

public static void print(String... strs)
{
    for (int i = 0; i < strs.length; i++)
    {
        System.out.println(strs[i]);
    }
}

反编译后代码:

 public static void main(String args[])
{
    print(new String[] {
        "Holis", "\u516C\u4F17\u53F7:Hollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com", "QQ\uFF1A907607222"
    });
}

public static transient void print(String strs[])
{
    for(int i = 0; i < strs.length; i++)
        System.out.println(strs[i]);

}

从反编译后代码可以看出,可变参数在被使用的时候,他首先会创建一个数组,数组的长度就是调用该方法是传递的实参的个数,然后再把参数值全部放到这个数组当中,然后再把这个数组作为参数传递到被调用的方法中。(注:trasient 仅在修饰成员变量时有意义,此处 “修饰方法” 是由于在 javassist 中使用相同数值分别表示 trasient 以及 vararg,见 此处

枚举

Java SE5 提供了一种新的类型-Java 的枚举类型,关键字enum可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型,而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用,这是一种非常有用的功能。

要想看源码,首先得有一个类吧,那么枚举类型到底是什么类呢?是enum吗?答案很明显不是,enum就和class一样,只是一个关键字,他并不是一个类,那么枚举是由什么类维护的呢,我们简单的写一个枚举:

public enum t {
    SPRING,SUMMER;
}

然后我们使用反编译,看看这段代码到底是怎么实现的,反编译后代码内容如下:

通过反编译后代码我们可以看到,public final class T extends Enum,说明,该类是继承了Enum类的,同时final关键字告诉我们,这个类也是不能被继承的。

当我们使用enum来定义一个枚举类型的时候,编译器会自动帮我们创建一个final类型的类继承Enum类,所以枚举类型不能被继承。

内部类

内部类又称为嵌套类,可以把内部类理解为外部类的一个普通成员。

内部类之所以也是语法糖,是因为它仅仅是一个编译时的概念,outer.java里面定义了一个内部类inner,一旦编译成功,就会生成两个完全不同的.class文件了,分别是outer.classouter$inner.class。所以内部类的名字完全可以和它的外部类名字相同。

以上代码编译后会生成两个 class 文件:OutterClass$InnerClass.classOutterClass.class 。当我们尝试对OutterClass.class文件进行反编译的时候,命令行会打印以下内容:Parsing OutterClass.class...Parsing inner class OutterClass$InnerClass.class... Generating OutterClass.jad 。他会把两个文件全部进行反编译,然后一起生成一个OutterClass.jad文件。

文件内容如下:

public class OutterClass
{
    class InnerClass
    {
        public String getName()
        {
            return name;
        }
        public void setName(String name)
        {
            this.name = name;
        }
        private String name;
        final OutterClass this$0;

        InnerClass()
        {
            this.this$0 = OutterClass.this;
            super();
        }
    }

    public OutterClass()
    {
    }
    public String getUserName()
    {
        return userName;
    }
    public void setUserName(String userName){
        this.userName = userName;
    }
    public static void main(String args1[])
    {
    }
    private String userName;
}

条件编译

—般情况下,程序中的每一行代码都要参加编译。但有时候出于对程序代码优化的考虑,希望只对其中一部分内容进行编译,此时就需要在程序中加上条件,让编译器只对满足条件的代码进行编译,将不满足条件的代码舍弃,这就是条件编译。

如在 C 或 CPP 中,可以通过预处理语句来实现条件编译。其实在 Java 中也可实现条件编译。我们先来看一段代码:

public class ConditionalCompilation {
    public static void main(String[] args) {
        final boolean DEBUG = true;
        if(DEBUG) {
            System.out.println("Hello, DEBUG!");
        }

        final boolean ONLINE = false;

        if(ONLINE){
            System.out.println("Hello, ONLINE!");
        }
    }
}

反编译后代码如下:

public class ConditionalCompilation
{

    public ConditionalCompilation()
    {
    }

    public static void main(String args[])
    {
        boolean DEBUG = true;
        System.out.println("Hello, DEBUG!");
        boolean ONLINE = false;
    }
}

首先,我们发现,在反编译后的代码中没有System.out.println("Hello, ONLINE!");,这其实就是条件编译。当if(ONLINE)为 false 的时候,编译器就没有对其内的代码进行编译。

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。其原理也是 Java 语言的语法糖。根据 if 判断条件的真假,编译器直接把分支为 false 的代码块消除。通过该方式实现的条件编译,必须在方法体内实现,而无法在整个 Java 类的结构或者类的属性上进行条件编译,这与 C/C++的条件编译相比,确实更有局限性。在 Java 语言设计之初并没有引入条件编译的功能,虽有局限,但是总比没有更强。

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(这个时候,所有的断言语句都将忽略!),如果要开启断言检查,则需要用开关-enableassertions-ea来开启。

看一段包含断言的代码

public class AssertTest {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 1;
        int b = 1;
        assert a == b;
        System.out.println("公众号:Hollis");
        assert a != b : "Hollis";
        System.out.println("博客:www.hollischuang.com");
    }
}

反编译后代码如下:

public class AssertTest {
   public AssertTest()
    {
    }
    public static void main(String args[])
{
    int a = 1;
    int b = 1;
    if(!$assertionsDisabled && a != b)
        throw new AssertionError();
    System.out.println("\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis");
    if(!$assertionsDisabled && a == b)
    {
        throw new AssertionError("Hollis");
    } else
    {
        System.out.println("\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com");
        return;
    }
}

static final boolean $assertionsDisabled = !com/hollis/suguar/AssertTest.desiredAssertionStatus();

}

很明显,反编译之后的代码要比我们自己的代码复杂的多。所以,使用了 assert 这个语法糖我们节省了很多代码。其实断言的底层实现就是 if 语言,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。-enableassertions会设置$assertionsDisabled 字段的值。

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。这些下划线不会对字面量的数值产生影响,目的就是方便阅读。

比如:

public class Test {
    public static void main(String... args) {
        int i = 10_000;
        System.out.println(i);
    }
}

反编译后:

public class Test
{
  public static void main(String[] args)
  {
    int i = 10000;
    System.out.println(i);
  }
}

反编译后就是把_删除了。也就是说 编译器并不认识在数字字面量中的_,需要在编译阶段把他去掉。

for-each

增强 for 循环(for-each)相信大家都不陌生,日常开发经常会用到的,他会比 for 循环要少写很多代码,那么这个语法糖背后是如何实现的呢?

public static void main(String... args) {
    String[] strs = {"Hollis", "公众号:Hollis", "博客:www.hollischuang.com"};
    for (String s : strs) {
        System.out.println(s);
    }
    List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号:Hollis", "博客:www.hollischuang.com");
    for (String s : strList) {
        System.out.println(s);
    }
}

反编译后代码如下:

public static transient void main(String args[])
{
    String strs[] = {
        "Hollis", "\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com"
    };
    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("Hollis", "\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com");
    String s;
    for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s))
        s = (String)iterator.next();

}

代码很简单,for-each 的实现原理其实就是使用了普通的 for 循环和迭代器。

 

标签:Java,String,int,public,语法,详解,static,class
From: https://blog.csdn.net/2401_86844317/article/details/143892633

相关文章

  • Java中类加载过程详解
    类的生命周期类从被加载到虚拟机内存中开始到卸载出内存为止,它的整个生命周期可以简单概括为7个阶段:加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)。其中,验证、准备和解析这三个阶段可以统称为连接(Link......
  • 模板方法模式-java实战
    经典实现模板方法模式(TemplateMethodPattern)是一种行为型设计模式,它在父类中定义了一个算法的框架,允许子类在不改变算法结构的情况下重新定义算法的某些特定步骤。实现步骤:定义抽象类:这个类定义了算法的框架,包括模板方法和一些抽象方法。实现模板方法:模板方法定义了算......
  • Java获取时间戳,毫秒数和秒数
    Java获取时间戳,毫秒数和秒数packagecom.example.core.mydemo.javaDemo;importjava.time.LocalDateTime;importjava.time.ZoneId;publicclassTimeTest{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println("datatimeToTimestampSeconds="......
  • 【Java系列】Spring Boot 配置Spring Native 详细步骤
    配置SpringNative以减少SpringBoot应用的启动时间,涉及几个关键步骤,包括设置相应的依赖、配置文件以及构建过程。以下是详细的步骤和配置示例:一、前提条件确保你的项目使用的是SpringBoot2.5或更高版本,并且使用Java11或更高版本。二、添加依赖在你的pom.x......
  • APISIX干货:详解API管理利器,启动与部署一步到位(上)
    文章目录第一章APISIX简介1、什么是APISIX2、架构组成3、组件功能4、组件特点5、启动步骤第二章安装部署2.1裸金属2.2Docker部署2.3K8S部署概述管好微服务,成为云原生时代的新难题。从建好微服务到管好微服务,差的虽是一个字,连接起两边的却需要大量的微服务落......
  • Java小练(数组)
    题目要求:给你一个整数数组“arr”,请你判断数组中是否存在连续三个都是奇数的情况:如果存在请返回“true”;否则返回“false”1.导入要用到的scanner库importjava.util.Scanner;2.获取输入的数据importjava.util.Scanner;publicstaticText_11_19_3{publicstati......
  • JAVA对接百度翻译
    官方登录链接:百度翻译开放平台(baidu.com)注册教程:百度翻译开放平台(baidu.com)创建TranslateUtils工具类importorg.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;importorg.apache.http.HttpResponse;importorg.apache.http.client.HttpClient;importorg.apache.ht......
  • 后端-Result.java工具类和SystemCode.java工具类
    一.Result.java工具类packagecom.hs.util;/** *响应格式类 *作用:统一服务端的响应数据格式 */publicclassResult<T>{  /**   *响应代码   */  privateintstatus;  /**   *响应信息   */  privateStringmessa......
  • JAVA题--1
    1.求一个整数,在内存当中存储时,二进制1的个数。2.给定两个数,求这两个数的最大公约数   例如: 输入:2040  输出:203.求出0~n之间的所有“水仙花数”并输出。(“水仙花数”是指一个三位数,其各位数字的立方和确好等于该数本身,如;153=1^3+5^3+3^3,则153是一个“水......
  • Java BeanUtils 使用详解
            Java中的BeanUtils是一组用于操作JavaBean的工具,它允许你在不了解JavaBean的具体内部结构的情况下,访问和修改其属性。本文将详细介绍JavaBeanUtils的使用,包括如何获取和设置JavaBean的属性,复制属性,以及如何处理嵌套属性和集合属性。什么是JavaBean    ......