重读java编程思想--一切都是对象（1）

无论 C++还是 Java 都属于杂合语言。但在 Java 中，设计者觉得这种杂合并不象在 C++里那么重要。杂合语言允许采用多种编程风格；之所以说 C++是一种杂合语言，是因为它支持与 C 语言的向后兼容能力。由于 C++是 C 的一个超集，所以包含的许多特性都是后者不具备的，这些特性使 C++在某些地方显得过于复杂。Java 语言首先便假定了我们只希望进行面向对象的程序设计。也就是说，正式用它设计之前，必须先将自己的思想转入一个面向对象的世界（除非早已习惯了这个世界的思维方式）。只有做好这个准备工作，与其他
OOP 语言相比，才能体会到 Java 的易学易用。在本章，我们将探讨 Java 程序的基本组件，并体会为什么说 Java 乃至 Java 程序内的一切都是对象。

2.1 用句柄操纵对象

每种编程语言都有自己的数据处理方式。有些时候，程序员必须时刻留意准备处理的是什么类型。您曾利用一些特殊语法直接操作过对象，或处理过一些间

接表示的对象吗（C 或 C++里的指针）？所有这些在 Java 里都得到了简化，任何东西都可看作对象。因此，我们可采用一种统一的语法，任何地方均可照搬不误。但要注意，尽管将一切都“看作”对象，但操纵的标识符实际是指向一个对象的“句柄”（Handle）。在其他 Java参考书里，还可看到有的人将其称作一个“引用”，甚至一个“指针”。可将这一情形想象成用遥控板（句柄）操纵电视机（对象）。只要握住这个遥控板，就相当于掌握了与电视机连接的通道。但一旦需要“换频道”或者“关小声音”，我们实际操纵的是遥控板（句柄），再由遥控板自己操纵电视机（对象）。如果要在房间里四处走走，并想保持对电视机的控制，那么手上拿着的是遥控板，而非电视机。此外，即使没有电视机，遥控板亦可独立存在。也就是说，只是由于拥有一个句柄，并不表示必须有一个对象同它连接。所以如果想容纳一个词或句子，可创建一个
String 句柄：

String s;

但这里创建的只是句柄，并不是对象。若此时向 s 发送一条消息，就会获得一个错误（运行期）。这是由于 s 实际并未与任何东西连接（即“没有电视机”）。

因此，一种更安全的做法是：创建一个句柄时，记住无论如何都进行初始化：

String s = "asdf";

然而，这里采用的是一种特殊类型：字串可用加引号的文字初始化。通常，必须为对象使用一种更通用的初始化类型。

2.2 所有对象都必须创建

创建句柄时，我们希望它同一个新对象连接。通常用 new 关键字达到这一目的。new 的意思是：“把我变成这些对象的一种新类型”。所以在上面的例子中，

可以说：

String s = new String("asdf");

它不仅指出“将我变成一个新字串”，也通过提供一个初始字串，指出了“如何生成这个新字串”。当然，字串（String）并非唯一的类型。Java 配套提供了数量众多的现成类型。对我们来讲，最重要的就是记住能自行创建类型。事实上，这应是 Java 程序设计的一项基本操作，是继续本书后余部分学习的基础。

2.2.1 保存到什么地方

程序运行时，我们最好对数据保存到什么地方做到心中有数。特别要注意的是内存的分配。有六个地方都可以保存数据：

(1) 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何踪迹。

(2) 堆栈。驻留于常规 RAM（随机访问存储器）区域，但可通过它的“堆栈指针”获得处理的直接支持。堆栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java 编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些 Java 数据要保存在堆栈里—

—特别是对象句柄，但 Java 对象并不放到其中。

(3) 堆。一种常规用途的内存池（也在 RAM 区域），其中保存了 Java 对象。和堆栈不同，“内存堆”或“堆”（Heap）最吸引人的地方在于编译器不必知道

要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用 new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！

(4) 静态存储。这儿的“静态”（Static）是指“位于固定位置”（尽管也在RAM 里）。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用 static 关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但 Java 对象本身永远都不会置入静态存储空间。

(5) 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的，因为它们永远都不会改变。有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存

储器（ROM）。

(6) 非 RAM 存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固

定对象”。对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给另一台机器。而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对于这些类型的数据存储，一个特别有用的技巧就是它们能存在于其他媒体中。一旦需要，甚至能将它们恢复成普通的、基于 RAM 的对象。Java 1.1 提供了对 Lightweight persistence 的支持。未来的版本甚至可能提供更完整的方案。

2.2.2 特殊情况：主要类型

有一系列类需特别对待；可将它们想象成“基本”、“主要”或者“主”（Primitive）类型，进行程序设计时要频繁用到它们。之所以要特别对待，是由于用 new 创建对象（特别是小的、简单的变量）并不是非常有效，因为 new 将对象置于“堆”里。对于这些类型，Java 采纳了与 C 和 C++相同的方法。也就

是说，不是用 new 创建变量，而是创建一个并非句柄的“自动”变量。这个变

量容纳了具体的值，并置于堆栈中，能够更高效地存取。

Java 决定了每种主要类型的大小。就象在大多数语言里那样，这些大小并

不随着机器结构的变化而变化。这种大小的不可更改正是 Java 程序具有很强移

植能力的原因之一。

主类型 大小 最小值 最大值 封装器类型boolean 1 位 - - Boolean

char 16 位 Unicode 0 Unicode 2 的 16 次方-1 Character

byte 8 位 -128 +127 Byte（注释①）

short 16 位 -2 的 15 次方 +2 的 15 次方-1 Short（注释①）

int 32 位 -2 的 31 次方 +2 的 31 次方-1 Integer

long 64 位 -2 的 63 次方 +2 的 63 次方-1 Long

float 32 位 IEEE754 IEEE754 Float

double 64 位 IEEE754 IEEE754 Double

Void - - - Void（注释①）

①：到 Java 1.1 才有，1.0 版没有。

数值类型全都是有符号（正负号）的，所以不必费劲寻找没有符号的类型。

主数据类型也拥有自己的“封装器”（wrapper）类。这意味着假如想让堆内

一个非主要对象表示那个主类型，就要使用对应的封装器。例如：

char c = 'x';

Character C = new Character('c');

也可以直接使用：

Character C = new Character('x');

这样做的原因将在以后的章节里解释。

1. 高精度数字

Java 1.1 增加了两个类，用于进行高精度的计算：BigInteger 和 BigDecimal。尽管它们大致可以划分为“封装器”类型，但两者都没有对应的“主类型”。这两个类都有自己特殊的“方法”，对应于我们针对主类型执行的操作。也就是说，能对 int 或 float 做的事情，对 BigInteger 和 BigDecimal 一样可以做。只是必须使用方法调用，不能使用运算符。此外，由于牵涉更多，所以运算速度会慢一些。我们牺牲了速度，但换来了精度。BigInteger 支持任意精度的整数。也就是说，我们可精确表示任意大小的整数值，同时在运算过程中不会丢失任何信息。BigDecimal
支持任意精度的定点数字。例如，可用它进行精确的币值计算。

至于调用这两个类时可选用的构建器和方法，请自行参考联机帮助文档。