Java应用技术3：高级语法特性

4. Java高级语法特性

4.1 异常处理

  • Java中的异常类型

    • 注意异常和错误的区别，系统错误是JVM抛出的，异常是由程序引起的，可以被检测出来

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  • 异常类型

    • Unchecked Exceptions 不可恢复的逻辑错误，包括RuntimeException和Error
      • 比如NullPointerException和IndexOutOfBoundsException
      • Java不需要对unchecked exceptions进行检查
    • checked exceptions 需要进行catch

  • Declaring Exceptions 方法需要声明检查的异常的种类，关键字为throws

  • Throwing Exceptions

    • 当发现了错误类型的时候可以创建一个合适的错误类型将其抛出
    • 语法是throw new TheException()
    • try-catch语句
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    try{
    	statements;//Statementsthatmaythrowexceptions
    }
    catch(Exception1 exVar1){
    	handler for exception1;
    }
    catch(Exception2 exVar2){
    	handler for exception2;
    }
    catch(ExceptionN exVar3){
    	handler for exceptionN;
    }
    • tyr-catch语句块中可以加入finally子句，不管有没有找到错误都会被执行
      • 抛出异常之后如果没有finally就不会再往下执行，有finally的时候抛出异常之后还会执行finally中的语句

  • Java的异常检查使用规范

    • 不要忽略check exception：捕获就必须要处理
    • 不要捕获unchecked exception
    • 不要一次捕获所有的异常
    • 使用finally语句块释放资源，但是final块不能抛出异常
    • 抛出自定义异常异常时带上原始异常信息
    • 打印异常的时候带上异常堆栈
    • 不要同时使用异常机制和返回值
    • try不要太庞大，不然代码的可读性会降低
    • 守护线程中需要catch runtime exception

4.2 Assertion 断言

  • 包含一个在程序运行过程中一定是真的布尔表达式，用assert assertion进行定义

    • 当断言被创建的时候，Java会计算这个表达式，如果结果是false就会抛出AssertionsError这个异常
    • AssertionError有多种构造函数，用于匹配message的data type
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    public class AssertionDemo {
    public static void main(String[] args) {
    	int i; int sum = 0;
    	for (i = 0; i < 10; i++) {
    		sum += i;
    	}
    	assert i == 10;
    	assert sum > 10 && sum < 5 * 10 : "sum is " + sum;
    	}
    }

  • 不要在public的方法中使用assertion而应该使用exception handling

4.3 文本读写

  • File 类：一个由文件名和路径组成的包装类，提供了一系列文件信息和修改操作
    • 不包含读写文件内容的方法
    • 文件读写需要Scanner和PrintWriter
  • PrintWriter 用于写入文件
    • 提供了一系列重载的print和println方法
    • 构造函数需要文件名作为变量，可以指定编码方式，比如UTF-8
  • Scanner 用于读文件
    • 初始化之后和标准输入一样使用nextXXX来读写
    • Scanner的构造方式
      • 错误方式 Scanner in = new Scanner("file.txt"); 构造了一个带字符串参数的Scanner
      • 正确方式Scanner in = new Scanner(new File("file.txt"), "UTF-8");
        • 需要用File对象进行构造
  • URL类：从web中读取信息
    • 构造方式URL url = new URL("www.xxxxxxx");
    • 完成构造之后可以用openStream打开一个输入流，用Scanner进行读取
      • Scanner input = new Scanner(url.openStream);

4.4 二进制读写

  • 文本读写是人能看懂的，二进制读写是机器可以看懂的，文本读写事实上是需要编码和解码的，但是二进制读写不需要编解码二可以直接被机器识别

  • Java通过输入输出流的形式来进行二进制文件的读写，二进制读写的一系列类的关系如下：

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    • 其中File的输入输出流需要一个文件作为读写的对象
    • Filter的输入输出流不仅可以读写二进制字符，也可以将int，double等类型的转化成二进制字符进行读写
    • 对于string类型，Java使用的是2个字节的Unicode编码，ASCII编码是Unicode的子集，String中存储的实际上是文字的Unicode序列
      • 读写的流水线：外部文件--文件输入流--数据输入流--数据读入进行操作，要写的数据--数据输出流--文件输出流--外部文件
    • 对象读写流：直接读入一个对象

  • 序列化和反序列化：可以被写入输入输出流的对象被称为是可序列化的。

    • 实现Serializable的接口，可以进行对象的序列化和反序列化
    • 序列化后的对象不需要再次调用 构造器重新生成，但是在实际中，我们会希望对象的某一部分不需要被 序列化，或者说一个对象被还原之后，其内部的某些子对象需要重新创 建，从而不必将该子对象序列化
    • 反序列化之后得到的对象和原来的不是同一个，因此是深拷贝

  • 高级的文本I/O

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4.5 Generics 泛型

  • 是一种对变量类型进行参数化的功能，类似于C++中的模板
    • 优点是能在编译期就发现一些错误而不是运行时
    • 一个泛型类或者方法可以声明类名和函数名作为变量

4.5.1 泛型方法

  • 泛型方法的类型参数声明要卸载返回值类型前面，用尖括号括起来，比如

    • public static <E> void printArray(E[] input);
    • 类型参数可以有多个参数，有逗号隔开，类型参数可以被用来声明返回值类型
    • 有界限的类型参数：可以让类型参数有一定的范围
      • 用extends关键字+类型的上界来控制类型的范围
      • 比如<T extends Comparable<T>> 表示T必须是可以比较大小的类型
    • JDK7之后后面一个类型可以省略，由Java编译器自己推断

  • 判断函数中的范型参数能否被接受：画范型的继承关系，比如下面这样：

    • 这张图中，上层的可以容纳下层的对象

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4.5.2 泛型类

  • 类型参数的声明添加在类名的后面

  • 参数化类型没有实际类型参数的继承关系

    • 比如List<Integer> list = new List<Object>会编译错误，把两个参数类型反过来也是编译错误
    • 泛型的继承关系需要通过通配符
      • 使用？代替具体类型参数，比如List<?>可以代表所有具体类型List的父类
      • 比如List<? extends Number>表示参数的泛型上限为Number类型
      • List<? super Number>表示参数的泛型下限为Number类型

  • 不允许用泛型类型来创建泛型数组

  • 范型的实现方式：

    • 范型使用一种叫做类型擦除的方法来实现，编译器编译的时候使用范型类型来编译代码，随后将其删除，因此范型信息在运行时是不可知的，这个方法使得范型可以向后兼容旧代码。
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    • 泛型类的所有实例都有相同的运行时类，所以泛型类的静态变量和方法是被它的所有实例共享的。所以在静态方法、数据域或初始化语句中，为了类而引用泛型参数是非法的

4.6 Collection 框架

  • Java的一系列范型容器，主要支持的类型是集合、列表和映射

    • 其中Set和List是Collection接口的子接口，set是内容无序的，而list是有序的

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    • 而Map是一种key-value的映射

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    • hashcode的使用方式：在接口中定义的hashcode是里面所有元素的映射，可以通过维护hashcode来方便对象之间进行的比较，比如equals等方法，只需要比较hashcode就可以

  • LinkedHashSet相比普通的HashSet，也使用hashcode来决定元素的存储位置，并用链表维护元素的顺序，所以性能比HashSet要差

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  • 迭代器陷阱：迭代过程中不能发生结构上的变化，比如插入删除，否则会出问题

    • 因为迭代器是根据位置来进行的，会维护索引相关的数据，这一部分数据不能发生变化，否则会出问题

  • Collection还有Vector、Stack、Queue、PriorityQueue等list结构，map可以

  • 枚举集合和枚举map

    • EnumSet提供了非常方便的方法来创建枚举集合，枚举集合中的所有元素必须都来自于单个枚举类型