五.初始化与清理——Java编程思想第4版学习笔记

5.1 用构造器确保初始化

构造器采用与类相同的名称：

class Rock {
    Rock() {    //This is the constructor
         System.out.print("Rock ");
    }
}

请注意，由于构造器的名称必须与类名完全相同，所以“每个方法首字母小写”的编码风格并不适用于构造器。

不接受任何参数的构造器叫做默认构造器，Java文档中通常使用术语无参构造器，但是和其他方法一样，构造器也能带有形式参数，以便指定如何创建对象。

构造器是一种特殊类型的方法，因为它没有返回值，这与返回值为空（void）明显不同。

5.2 方法重载

在Java（和C++）里，构造器是强制重载方法名的另一个原因。既然构造器的名字已经由类名所决定，就只能有一个构造器名。那么要想用多种方式创建一个对象该怎么办呢？这就需要多个构造器。由于都是构造器，所以它们必须有相同的名字，即类名。为了让方法名相同而形式参数不同的构造器同时存在，必须用到 方法重载。

5.2.1 区分重载方法

每个重载的方法都必须有一个独一无二的参数类型列表。甚至参数顺序的不同也足以区分两个方法。不过，一般情况下别这么做，因为这会使代码难以维护。

5.2.2 涉及基本类型的重载

如果传入的数据类型（实际参数类型）小于方法中声明的形式参数类型，实际数据类型就会被提升。如果传入的实际参数大于重载方法声明的形式参数，就得通过类型转换来执行窄化转换。

5.2.3 以返回值区分重载方法

在“为了副作用而调用”的情况下，根据方法的返回值来区分重载方法是行不通的。

5.3 默认构造器

默认构造器（无参构造器）是没有形式参数的，它的作用是创建一个“默认对象”。如果你写的类中没有构造器，则编译器会自动帮你创建一个默认构造器。

5.4 this关键字

this关键字只能在方法内部使用，表示对“调用方法的那个对象”的引用。this的用法和其他对象引用并无不同。但要注意，如果在方法内部调用同一个类的另一个方法，就不必使用this，直接调用即可。当前方法中的this引用会自动应用于同一类中的其他方法。

5.4.1 在构造器中调用构造器

可能为一个类写了多个构造器，有时可能想在一个构造器中调用另一个构造器，以避免重复代码。可用this关键字做到这一点。

通常写this的时候，都是指“这个对象”或者“当前对象”，而且它本身表示对当前对象的引用。在构造器中，如果为this添加了参数列表，那么就有了不同的含义。这将产生对符合此参数列表的某个构造器的明确调用；这样，调用其他构造器就有了直接的途径。

5.4.2 static的含义

static方法就是没有this的方法。在static方法的内部不能调用非静态方法，反过来倒是可以的。而且可以在没有创建任何对象的前提下，仅仅通过类本身来调用static方法。这实际上正是static方法的主要用途。它很像全局方法。Java中禁止使用全局方法，但你在类中置入static方法就可以访问其他static方法和static域。

5.5 清理：终结处理和垃圾回收

假定你的对象（并非使用new）获得了一块“特殊”的内存区域，由于垃圾回收器只知道释放那些经由new分配的内存，所以它不知道该如何释放该对象的这块“特殊”内存。为了应对这种情况，Java允许在类中定义一个名为finalize()的方法。它的工作原理“假定”是这样的：一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间，将首先调用其finalize()方法，并且在下一次垃圾回收动作发生时，才会真正回收对象占用的内存。所以要是你打算用finalize()，就能在垃圾回收时刻做一些重要的清理工作。

这里有一个潜在的编程陷阱，因为有些程序员（特别是C++程序员）刚开始可能会误把finalize()当作C++中的析构函数（C++中销毁对象必须用到这个函数）。所以有必要明确区分一下：在C++中，对象一定会被销毁（如果程序中没有缺陷的话），而Java里的对象却并非总是被垃圾回收。或者换句话说：

1.对象可能不被垃圾回收。

2.垃圾回收并不等于“析构”。

也许你会发现，只要程序没有濒临存储空间用完的那一刻，对象占用的空间就总也得不到释放。如果程序执行结束，并且垃圾回收器一直都没有释放你创建的任何对象的存储空间，则随着程序的退出，那些资源也会全部交还给操作系统。这个策略是恰当的，因为垃圾回收本身也有开销，要是不使用它，那就不用支付这部分开销了。

5.5.1 finalize()的用途何在

3.垃圾回收只与内存有关。

也就是说，使用垃圾回收器的唯一原因是为了回收程序不再使用的内存。所以对于与垃圾回收有关的任何行为来说（尤其是finalize()方法），它们也必须同内存及其回收有关。

5.5.2 你必须实施清理

如果希望进行除释放存储空间之外的清理工作，还是得明确调用某个恰当的Java方法。这就等同于使用析构函数了，只是没有它方便。记住，无论是“垃圾回收”还是“终结”，都不保障一定会发生。如果Java虚拟机（JVM）并未面临内存耗尽的情形，它是不会浪费时间去执行垃圾回收以恢复内存的。

5.5.3 终结条件

通常，不能指望finalize()，必须创建其他的“清理”方法，并且明确地调用它们。看来，finalize()只能存在与程序员很难用到的一些晦涩用法里了。不过，finalize()还有一个有趣的用法，它并不依赖于每次都要对finalize()进行调用，这就是对象 终结条件的验证。System.gc()用于强制进行终结动作。

5.5.4 垃圾回收器如何工作

Java中的垃圾回收器工作时，将一面回收空间，一面使堆中的对象紧凑排列，这样“堆指针”就可以很容易移动到更靠近传送带的开始处，也就尽量避免了页面错误。通过垃圾回收器对对象重新排列，实现了一种高效的、有无限空间可供分配的堆模型。

引用记数是一种简单但速度很慢的垃圾回收技术，每个对象都含有一个引用记数器，当有引用连接至对象时，引用记数加1.当引用离开作用域或被置为null时，引用记数减1.虽然管理引用记数的开销不大，但这项开销在整个程序生命周期中将持续发生。垃圾回收器会在含有全部对象的列表上遍历，当发现某个对象的引用记数为0时，就释放其占用的空间（但是，引用记数模式经常会在记数值变为0时立即释放对象）。这种方法有个缺陷，如果对象之间存在循环引用，可能会出现“对象应该被回收，但引用记数却不为零”的情况。对垃圾回收器而言，定位这样的交互自引用的对象组所需的工作量极大。引用记数常用来说明垃圾收集的工作方式，但似乎从未被应用于任何一种Java虚拟机实现中。

在一些更快的模式中，垃圾回收器并非基于引用记数技术。它们依据的思想是：对任何“活”的对象，一定能最终追溯到其存活在堆栈或静态存储区之中的引用。在这种方式下，Java虚拟机将采用一种 自适应的垃圾回收技术。如何处理找到的存活对象，取决于不同的Java虚拟机实现，有一种做法名为 停止—复制（stop-and-copy）。对于这种所谓的“复制式回收器”而言，效率会降低。一些Java虚拟机会进行检查：要是没有新垃圾产生，就会转换到另一种工作模式（即“自适应”）。这种模式称为 标记—清扫（mark-and-swep）。“标记—清扫”所依据的思路同样是从堆栈和静态存储区出发，遍历所有的引用，进而找出所有存活的对象。

Java虚拟机中有许多附加技术用以提升速度。尤其是与加载器操作有关的，被称为“即时” （Just-In-Time,JIT）编译器的技术。这种技术可以把程序全部或部分翻译成本地机器码（这本来是Java虚拟机的工作），程序运行速度因此得以提升。当需要装载某个类（通常是在为该类创建第一个对象）时，编译器会先找到其.class文件，然后将该类的字节码装入内存。此时有两种方案可供选择。一种是让即时编译器编译所有代码，另一种做法称为 惰性评估，意思是即时编译器只在必要的时候才编译代码。

5.6 成员初始化

对于方法的局部变量，Java编译时提示错误，要是类的数据成员（即字段）是基本类型，类的每个基本类型数据成员保证都会有一个初始值。在类里定义一个对象引用时，如果不将其初始化，此引用就会获得一个特殊值null。

5.6.1 指定初始化

在定义类成员变量的地方为其赋值（注意在C++里不能这样做）。

5.7 构造器初始化

keyi可以用构造器来进行初始化，但是无法阻止自动初始化的进行，它将在构造器被调用之前发生。

5.7.1 初始化顺序

在类的内部，变量定义的先后顺序决定了初始化的顺序。即使变量定义散步于方法定义之间，它们仍旧会在任何方法（包括构造器）被调用之前得到初始化。

5.7.2 静态数据的初始化

初始化的顺序是先静态对象（如果它们尚未因前面的对象创建过程而被初始化），而后是“非静态”对象。

总结一下对象的创建过程，假设有个名为Dog的类：

1.即使没有显式地使用static关键字，构造器实际上也是静态方法。因此，当首次创建类型为Dog的对象时（构造器可以看成静态方法），或者Dog类的静态方法/静态域首次被访问时，Java解释器必须查找类路径，以定位Dog.class文件。

2.然后载入Dog.class，有关静态初始化的所有动作都会执行。因此，静态初始化只在Class对象首次加载时进行一次。

3.当用new Dog()创建对象的时候，首先将在堆上为Dog对象分配足够的存储空间。

4.这块存储空间会被清零，这就自动地将Dog对象中的所有基本类型数据都设置成了默认值（对数字来说就是0，对布尔型和字符型也相同），而引用则被设置成了null。

5.执行所有出现在字段定义出的初始化动作。

6.执行构造器。

5.7.3 显式的静态初始化

Java允许将多个静态初始化动作组织成一个特殊的“静态子句”（有时也叫做“静态块”）。

public class Spoon {
    static int i;
    static {
        i = 47;
    }
}

5.7.4 非静态实例初始化

Java中也有被称为实例初始化的类似语法，用来初始化每一个对象的非静态变量。看起来它与静态初始化子句一模一样，只不过少了static关键字。这种语法对于支持“匿名内部类”的初始化是必须的，但是它也使得你可以保证无论调用了哪个显式构造器，某些操作都会发生。才输出中可以看到实例初始化子句是在两个构造器之前执行的。

5.8 数组初始化

要定义一个数组，只需在类型名后加上一对空方括号即可：int [ ] a1; 方括号也可以置于标识符后面：int a1[ ] ;

编译器不允许指定数组的大小，数组的初始化是由一对花括号括起来的值组成的。在这种情况下，存储空间的分配（等价于使用new）将由编译器负责。如：

int [ ] a1 = { 1, 2, 3, 4, 5};

数组的赋值其实是引用的复制。数据成员length从第0个元素开始计数。

如果在编写程序时，并不能确定在数组里需要多少个元素，可以直接用new在数组里创建元素。

int [ ] a = new int [ rand.nextInt(20) ];

Arrays.toString()方法属于java.util标准类库，它将产生一维数组的可打印版本。

如果你创建了一个非基本类型的数组，那么你就创建了一个引用数组。如果忘记了创建对象，并且试图使用数组中的空引用，就会在运行时产生异常。

也可以用花括号括起来的列表来初始化对象数组。有两种形式：

Integer [ ] a = {
    new Integer(1),
    new Integer(2),
    3,
};
Integer [ ] b = new Integer[ ] {
    new Integer(1),
    new Integer(2),
    3,
};

初始和列表中的最后一个逗号都是可选的。

5.8.1 可变参数列表

可变参数列表与自动包装机制可以和谐共处：

public class AutoboxingVarargs {
    public static void f(Integer ... args) {
        for (Integer i : args)
            System.out.print(i + " ");
        System.out.println();
    }
    public static void main(String[] args) {
    f (new Integer(1), new Integer(2));
    f (4,5,6,7,8,9);
    f (10, new Integer(11), 12);
}

可以在单一的参数列表中将类型混合在一起，而自动包装机制将有选择地将int参数提升为Integer。
可变参数列表使得重载过程变得复杂了。你应该总是只在重载方法的一个版本上使用可变参数列表，或者压根就不使用它。

5.9 枚举类型

public enum Spiciniee {
    NOT, MILD, MEDIUM, HOT, FLAMING
}
Spiciness howHot = Spiciness.MEDIUM;

创建enum时，编译器会自动添加一些有用的特性。如toString()方法，以便显示某个enum实例的名字，ordinal()方法用来表示某个特定enum常量的声明顺序，以及static values()方法，用来按照enum常量的声明顺序，产生由这些常量值构成的数组。