Java语言基础特性—第一部分（上）-Java开发Java经验技巧

1、java语言基础特性一第一部分(上)-编程开发技术java语言基础特性一第一部分(上)木文由importnew陈晓舜翻译自javaworldo欢迎加入翻译小组。转载请见文末要求。用断言和泛型进行java编程从jdk1. 4到即将到来的java 8的lambdas, java语言比一开始的 时候已经进步了很多了。在“java 101： java的新时代”的接下 來的儿篇文章中会描述java语言的一系列基木特性工具，这个星 期就先从断言(assertions)和泛形(generics)开始。java语言是世界上最广泛使用的编程语言之一，因此，我们不难想像，一些对 它的改变有时会备受争议。在“jqv

2、ei 101, java的新时代”的接下来的几篇文章 会集屮在那些从java 1. 4到java 8屮添加的特性。我们的目的是介绍给你一系 列的java语言特性的工具，当然会附带一些例子说明他们怎么在java程序中使 用，并且为什么要那样用。我们也会探索其他的一些有争议的新特性，例如泛型 和1 ambda (查看文章底部的我关于泛型擦除的讨论)。第一篇文章中我们来谈谈断言(assertions),它是在java 14的时候就引入 的，另外述冇泛型(generics),它是java 5引入的少数重要的新特性之一。java 1.4 中的断言(assertions)断言(assertions)是在j

3、ava 1. 4引入的，到现在仍然是java语言最冇用并且 最重要的附加功能z-o断言(assertions)主耍用于在程序中判断结杲是否正 确。断言(assertions)测试条件是否是true值(又叫布尔表达示),当条件 为false时通知开发人员。使用断言可以在代码的正确性上极大地提升你的信 心。java常见问答博客你有关于java编程的问题吗？可以从有经验的java导师屮获取可 靠的答案。jeff friesen的java常见问答博客每个星期都会更新， 会集中在一些java初学者和稍有经验的开发人员遇到的常见问 题。假设你已经启用它们用于程序测试，断言是一些可以在运行时执行的可编译的实

4、 体。你可以在bugs发生的地方设置断言，在出现问题的时候它就会告诉你，这 可以极大地减少你调试冇问题的程序的时间。在java 1. 4之前，开发人员大部分都是使用注释来进行一些代码正确性的假设。 虽然对代码进行文档注释很有用，但注释比起断言是稍逊一筹的，毕竞断言是测 试和调试的机制。因为编译器忽略注释，没有办法用它们来实现bug的通知。在 代码修改时，注释并没有修改的问题也是很常见的。实现断言断言是通过assert表达式和java. lang. assertionerror类来实现的。这个表达 式以关键字assert开头，后跟着一个布尔表达式。assert表达式语法上表示如 下：assert

5、 boolcanexpr;如果booleanexpr为true,什么事都不会发生，执行会继续。但是,如果表达 式为false, assertionerror会初始化并被抛出,如清单1所示。listing 1. assertdemo. java (version 1)public class asscrtdcmopublic static void main(string args)int x 二 t;assert x >= 0;在listing 1中的断言表明开发人员希望变量x包含一个大于等于0的值。然而, 这显然是不正确的，这个断言表达式执行后会抛出assertionerror。编译清

6、单 1 ( javac assertdemo. java),开启断言并执行(java -ea assertdemo)。 你应该可以看到卜'面的输出：exception in thread "main” java. lang. assertionerror at assertdemo. main(assertdemo. java:6)对于另外一种例子,不带-ea (enable assertions)参数执行assertdemo将会 没有任何输出。当断言没有启用时，尽管它们仍然存在classfilc中，但它们并 不会被执行。使用断言来测试前置条件(preconditions)和

7、后置条件(postconditions)断言经常用于测试一个程序的前置条件和后置条件：询置条件是在执行一些代码流程询必须为true的条件。丽置条件保证调用方法和被 调用方法保持一致的协议。后置条件是在执行一些代码流程后必须为true的条件。后置条件保证被调用方法和 调用方法保持一致的协议。前置条件你可以在需要的时候通过显示的检查和抛岀异常限制在public构造函数和方法 中执行前置条件。对于一些私有的帮助方法，你可以通过指定断言來执行前置条 件。listing 3. assertdemo. java (version 3)import java. io.filelnputstream; imp

8、ort java. io. inputstream; import java. io. toexception;class png/* create a png instance, read specified png fi1e, and decode* it into suitable structures.* ©param filespec path and name of png file to read* throws nulipointerexception when code>filespec/code> is* <code>null</co

9、de>*/png(string filespec) throws ioexception/ enforcc prcconditions in non-privatc construetors emd / methods.if (filespec 二二 null)throw new nullpointerexception( “filespec is null” )；try (filelnputstream fis = new fi1elnputstream(filespec)readheader(fi s);private void readheader(inputstream is)

10、throws ioexception / confirm that precondition is satisfied in private/ helper methodsassert is !二 null : "null passed to is"public class assertdemopubl ic static void main(string args) throws toexception png png = new png (args, length = 0) ? null : args0);清单3中的是一个最小的读取和解码png (portable ne

11、twork graphics)图片 文件的png类。构造函数明确地把filespec和null进行对比，当这个参数包含 null时抛出nullpointcrexccptiono这里最主要的口的是执行前置条件保证 filespec 不包含 null。指定assert filespec != null并不大好；因为当断言被关闭时，构造函数的 javadoc 提到的前置条件并不被推荐。(实际上，述是可以接受的，因为 fi letnputstreamo会抛出nul ipointerexception,但你不应该依赖这些没冇强 制文档的行为。)然而，assert在private readheader (

12、)帮助方法屮是合适的，它会完全读取和 解码png文件的8位头。传递一个非空值的前置条件会一直是通过的。后置条件后置条件通常是通过断言來指定的。不管方法(构造函数)是否是public。请 看清单4listing 4. assertdemo. java (version 4)public class assertdemopublic static void main(string args)int array = 20, 91, -6, 16, 0, 7, 51, 42, 3, 1 ; sort (array);for (int element: array)system, out. printf

13、( "%d element);system, out. println();private static boolean issorted(int x)for (int i 二 0; i < x. lengtht ; i+)if (xi > xi+l) return false;return true;private static void sort (int x)int j, a;/ for all integer values except the leftmost value for (int i 二 1; i < x.length; i+)/ get int

14、eger value a.a = xi;/ get index of a. this is the initial insert position, which is/ used if a is larger than all values in the sorted section. j = 1;/ while values exist to the left of a，s insert position and the/ value immediately to the 1 eft of that insert position is / numerically greater them

15、a" s value while (j > 0 && xj-l > a)/ shift left value一xj-1one position to its right/ xj xj = xj-l;/ update insert position to shifted value" s originalposition/ (one position to the left). j;/ insert a at insert position (which is either the initial insert/ position or the f

16、ineil insert position), where a is greater than/ or equal to all values to its left.xj二 a;assert issorted(x) : “array not sorted;清单4展示了使用插入排序算法來排序int值数组的sort帮助方法。我在sorto 返回前使用了 assert来检查x被排序的后置条件。清单4的例子展示了断言的一个重要特点，就是它们执行的时候代价比较高。因 此，断言在生产代码中一般是禁用的。在清单4中，issorted()必须搜索整个数 组，当数组非常大吋，这将会非常耗吋。java 5的泛型

17、除了 java并发工具(2013年6丿j修订)夕卜，java 5添加了 8个语言特性：泛型, 类型安全枚举，注解，口动装箱和拆箱，增强的循环，静态导入，可变参数和协 变返回类型。我会在接下来的两篇文章中介绍所有java 5的特性，我们先从泛 型开始。泛型是一系列的语言特性，它允许类型或方法能在获取编译时类型安全的同时操 作不同类型的对象。泛型针对的是运行过程屮由于代码非类型安全抛出 java. lang. classcastexceptions 异常的问题。java类库的泛型尽管泛型在java collection framework小广泛使用，但他们并不 专有。其他的java基础类库包括ja

18、va. lang. class, java.lang.comparable, java.lang.threadlocal 和 java. lang. ref. weakreference 也有使用它。考虑下面的代码块，它展示了泛型引入前在j&眩代码中很常见的类型安全问题: list doublelist = new linkedlist(); doublelist add(new double(3. 5);double d 二(double) doublelist, iterator().next();尽管上面程序的目的只是为了保存java. lang. double对象到list,但

19、没有任何 东西可以阻止保存其他类型的对彖。例如，你可以指定doublelist, add ("hello");来添加一个 java. lang. string 对象。然而,当保存 其他类型的对象时，最后一行(double)的转换操作会在遇到一个非double的 对象吋抛出 classcastexceptiono因为这种类型安全的问题直到运行才会被检测出來，开发人员可能发现不了问 题，而遗留到了客户那里。很显然，由编译器来检测问题是更好的。泛型帮助编 译器，使z可以让开发人员标记list需要包含哪种特定类型的对象，如下：list<double> doublelist 二 new linkedlist<double>();doublelist. add(new double(3. 5);double d = doublclistitcrator()next();list<double>现在读做double类型的listolist是一个泛型接口，表示为list, 当在操作具体的对象时接收一