【基礎回溯2】Java 基礎知識疑難點/易錯點

2022-01-02 JavaGuide

本文已經收錄自 https://github.com/Snailclimb/JavaGuide  (59k+ Star):【Java學習+面試指南】 一份涵蓋大部分Java程式設計師所需要掌握的核心知識。閱讀原文即可獲取最新更新！

ps: 之前發過這篇文章，不錯後面又對內容重新完善和增加了部分內容，而且為了應讀者要求做一個文章分類目錄菜單，為了保證文章的質量和準確性重新發送了一遍。

1. 基礎1.1. 正確使用 equals 方法

Object的equals方法容易拋空指針異常，應使用常量或確定有值的對象來調用 equals。

舉個例子：


String str = null;
if (str.equals("SnailClimb")) {
...
} else {
..
}

運行上面的程序會拋出空指針異常，但是我們把第二行的條件判斷語句改為下面這樣的話，就不會拋出空指針異常，else 語句塊得到執行。：

"SnailClimb".equals(str);

不過更推薦使用 java.util.Objects#equals(JDK7 引入的工具類)。

Objects.equals(null,"SnailClimb");

我們看一下java.util.Objects#equals的源碼就知道原因了。

public static boolean equals(Object a, Object b) {

return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
}

注意：

Reference:Java中equals方法造成空指針異常的原因及解決方案

每種原始類型都有默認值一樣，如int默認值為 0，boolean 的默認值為 false，null 是任何引用類型的默認值，不嚴格的說是所有 Object 類型的默認值。可以使用 == 或者 != 操作來比較null值，但是不能使用其他算法或者邏輯操作。在Java中null == null將返回true。不能使用一個值為null的引用類型變量來調用非靜態方法，否則會拋出異常1.2. 整型包裝類值的比較

所有整型包裝類對象值的比較必須使用equals方法。

先看下面這個例子：

Integer x = 3;
Integer y = 3;
System.out.println(x == y);
Integer a = new Integer(3);
Integer b = new Integer(3);
System.out.println(a == b);
System.out.println(a.equals(b));

當使用自動裝箱方式創建一個Integer對象時，當數值在-128 ~127時，會將創建的 Integer 對象緩存起來，當下次再出現該數值時，直接從緩存中取出對應的Integer對象。所以上述代碼中，x和y引用的是相同的Integer對象。

注意： 如果你的IDE(IDEA/Eclipse)上安裝了阿里巴巴的p3c插件，這個插件如果檢測到你用 ==的話會報錯提示，推薦安裝一個這個插件，很不錯。

1.3. BigDecimal1.3.1. BigDecimal 的用處

《阿里巴巴Java開發手冊》中提到：浮點數之間的等值判斷，基本數據類型不能用==來比較，包裝數據類型不能用 equals 來判斷。 具體原理和浮點數的編碼方式有關，這裡就不多提了，我們下面直接上實例：

float a = 1.0f - 0.9f;
float b = 0.9f - 0.8f;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(a == b);

具有基本數學知識的我們很清楚的知道輸出並不是我們想要的結果（精度丟失），我們如何解決這個問題呢？一種很常用的方法是：使用使用 BigDecimal 來定義浮點數的值，再進行浮點數的運算操作。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");
BigDecimal x = a.subtract(b);
BigDecimal y = b.subtract(c);
System.out.println(x.equals(y));

1.3.2. BigDecimal 的大小比較

a.compareTo(b) : 返回 -1 表示小於，0 表示 等於， 1表示 大於。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(a.compareTo(b));

1.3.3. BigDecimal 保留幾位小數

通過 setScale方法設置保留幾位小數以及保留規則。保留規則有挺多種，不需要記，IDEA會提示。

BigDecimal m = new BigDecimal("1.255433");
BigDecimal n = m.setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
System.out.println(n);

1.3.4. BigDecimal 的使用注意事項

注意：我們在使用BigDecimal時，為了防止精度丟失，推薦使用它的 BigDecimal(String) 構造方法來創建對象。《阿里巴巴Java開發手冊》對這部分內容也有提到如下圖所示。

《阿里巴巴Java開發手冊》對這部分BigDecimal的描述1.3.5. 總結

BigDecimal 主要用來操作（大）浮點數，BigInteger 主要用來操作大整數（超過 long 類型）。

BigDecimal 的實現利用到了 BigInteger, 所不同的是 BigDecimal 加入了小數位的概念

1.4. 基本數據類型與包裝數據類型的使用標準

Reference:《阿里巴巴Java開發手冊》

【強制】所有的 POJO 類屬性必須使用包裝數據類型。【強制】RPC 方法的返回值和參數必須使用包裝數據類型。

比如我們如果自定義了一個Student類,其中有一個屬性是成績score,如果用Integer而不用int定義,一次考試,學生可能沒考,值是null,也可能考了,但考了0分,值是0,這兩個表達的狀態明顯不一樣.

說明 :POJO 類屬性沒有初值是提醒使用者在需要使用時，必須自己顯式地進行賦值，任何 NPE 問題，或者入庫檢查，都由使用者來保證。

正例 : 資料庫的查詢結果可能是 null，因為自動拆箱，用基本數據類型接收有 NPE 風險。

反例 : 比如顯示成交總額漲跌情況，即正負 x%，x 為基本數據類型，調用的 RPC 服務，調用不成功時，返回的是默認值，頁面顯示為 0%，這是不合理的，應該顯示成中劃線。所以包裝數據類型的 null 值，能夠表示額外的信息，如:遠程調用失敗，異常退出。

2. 集合2.1. Arrays.asList()使用指南

最近使用Arrays.asList()遇到了一些坑，然後在網上看到這篇文章：Java Array to List Examples 感覺挺不錯的，但是還不是特別全面。所以，自己對於這塊小知識點進行了簡單的總結。

2.1.1. 簡介

Arrays.asList()在平時開發中還是比較常見的，我們可以使用它將一個數組轉換為一個List集合。

String[] myArray = { "Apple", "Banana", "Orange" }；
List<String> myList = Arrays.asList(myArray);

List<String> myList = Arrays.asList("Apple","Banana", "Orange");

JDK 源碼對於這個方法的說明：


public static <T> List<T> asList(T... a) {
return new ArrayList<>(a);
}

2.1.2. 《阿里巴巴Java 開發手冊》對其的描述

Arrays.asList()將數組轉換為集合後,底層其實還是數組，《阿里巴巴Java 開發手冊》對於這個方法有如下描述：

阿里巴巴Java開發手-Arrays.asList()方法2.1.3. 使用時的注意事項總結

傳遞的數組必須是對象數組，而不是基本類型。

Arrays.asList()是泛型方法，傳入的對象必須是對象數組。

int[] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.asList(myArray);
System.out.println(myList.size());
System.out.println(myList.get(0));
System.out.println(myList.get(1));
int [] array=(int[]) myList.get(0);
System.out.println(array[0]);

當傳入一個原生數據類型數組時，Arrays.asList() 的真正得到的參數就不是數組中的元素，而是數組對象本身！此時List 的唯一元素就是這個數組，這也就解釋了上面的代碼。

我們使用包裝類型數組就可以解決這個問題。

Integer[] myArray = { 1, 2, 3 };

使用集合的修改方法:add()、remove()、clear()會拋出異常。

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
myList.add(4);
myList.remove(1);
myList.clear();

Arrays.asList() 方法返回的並不是 java.util.ArrayList ，而是 java.util.Arrays 的一個內部類,這個內部類並沒有實現集合的修改方法或者說並沒有重寫這些方法。

List myList = Arrays.asList(1, 2, 3);
System.out.println(myList.getClass());

下圖是java.util.Arrays$ArrayList的簡易源碼，我們可以看到這個類重寫的方法有哪些。

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements RandomAccess, java.io.Serializable
{
...

@Override
public E get(int index) {
...
}

@Override
public E set(int index, E element) {
...
}

@Override
public int indexOf(Object o) {
...
}

@Override
public boolean contains(Object o) {
...
}

@Override
public void forEach(Consumer<? super E> action) {
...
}

@Override
public void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) {
...
}

@Override
public void sort(Comparator<? super E> c) {
...
}
}

我們再看一下java.util.AbstractList的remove()方法，這樣我們就明白為啥會拋出UnsupportedOperationException。

public E remove(int index) {
throw new UnsupportedOperationException();
}

2.1.4. 如何正確的將數組轉換為ArrayList?

stackoverflow：https://dwz.cn/vcBkTiTW

1. 自己動手實現（教育目的）


static <T> List<T> arrayToList(final T[] array) {
final List<T> l = new ArrayList<T>(array.length);

for (final T s : array) {
l.add(s);
}
return (l);
}

Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
System.out.println(arrayToList(myArray).getClass());

2. 最簡便的方法(推薦)

List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))

3. 使用 Java8 的Stream(推薦)

Integer [] myArray = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray).collect(Collectors.toList());

int [] myArray2 = { 1, 2, 3 };
List myList = Arrays.stream(myArray2).boxed().collect(Collectors.toList());

4. 使用 Guava(推薦)

對於不可變集合，你可以使用ImmutableList類及其of()與copyOf()工廠方法：（參數不能為空）

List<String> il = ImmutableList.of("string", "elements");
List<String> il = ImmutableList.copyOf(aStringArray);

對於可變集合，你可以使用Lists類及其newArrayList()工廠方法：

List<String> l1 = Lists.newArrayList(anotherListOrCollection);
List<String> l2 = Lists.newArrayList(aStringArray);
List<String> l3 = Lists.newArrayList("or", "string", "elements");

5. 使用 Apache Commons Collections

List<String> list = new ArrayList<String>();
CollectionUtils.addAll(list, str);

2.2. Collection.toArray()方法使用的坑&如何反轉數組

該方法是一個泛型方法：<T> T[] toArray(T[] a); 如果toArray方法中沒有傳遞任何參數的話返回的是Object類型數組。

String [] s= new String[]{
"dog", "lazy", "a", "over", "jumps", "fox", "brown", "quick", "A"
};
List<String> list = Arrays.asList(s);
Collections.reverse(list);
s=list.toArray(new String[0]);

由於JVM優化，new String[0]作為Collection.toArray()方法的參數現在使用更好，new String[0]就是起一個模板的作用，指定了返回數組的類型，0是為了節省空間，因為它只是為了說明返回的類型。詳見：https://shipilev.net/blog/2016/arrays-wisdom-ancients/

2.3. 不要在 foreach 循環裡進行元素的 remove/add 操作

如果要進行remove操作，可以調用迭代器的 remove方法而不是集合類的 remove 方法。因為如果列表在任何時間從結構上修改創建迭代器之後，以任何方式除非通過迭代器自身remove/add方法，迭代器都將拋出一個ConcurrentModificationException,這就是單線程狀態下產生的 fail-fast 機制。

fail-fast 機制 ：多個線程對 fail-fast 集合進行修改的時，可能會拋出ConcurrentModificationException，單線程下也會出現這種情況，上面已經提到過。

java.util包下面的所有的集合類都是fail-fast的，而java.util.concurrent包下面的所有的類都是fail-safe的。

不要在 foreach 循環裡進行元素的 remove/add 操作、

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