Java——（一）一切都是对象

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一、用引用操纵对象

　  在java中一切都被视为对象，但操纵的标识符实际上是对象的一个“引用”（reference）。可以

将这一情形想象成用遥控器（引用）来操纵电视机（对象）。只要握住这个遥控器，就能保持与电视

机的连接。当有人想改变频道或减小音量是，实际操纵的是遥控器（引用），再由遥控器来调控电视

机（对象）。如果想在房间里四处走走，同时仍能调控电视机，那么只需携带遥控器（引用）而不是

电视机(对象)。

　  此外，即使没有电视机，遥控器也可独立存在。也就是说，你拥有一个引用，并不一定需要有一个

对象与它关联。因此，如果想操纵一个词或一个句子，则可以创建一个String引用：

　　String s;

　　但这里所创建的只是引用，并不是对象。如果此时向s发送一个是消息，就会返回一个运行时错误。

这是因为此时s实际上没有与任何事物相关联（即，没有电视机）。因此，一种安全的做法是：创建一

个引用的同时便进行初始化。

　　String s = "asdf";

二、必须由你创建所有对象

　　一旦创建了一个引用，就希望它能与一个新的对象相关联。通常用new操作符来实现这一目的。new

关键字的意思是“给我一个新对象。”所以前面的例子可以写成：

　　String s = new String("asdf");

　　它不仅表示“给我一个新的字符串”，而且通过提供一个初始字符串，给出了怎么产生这个String的信息。

1.存储的地方

　　程序运行时，对象是怎么进行放置安排的呢？特别是内存是怎么分配的呢？对这些方面的了解会对你有

很大的帮助。有五个不同的地方可以存储数据：

1）寄存器：这是最快的存储区，因为它位于不同于其他存储区的地方——处理器内部。但是寄存器的数量及

其有限，所以寄存器根据需求进行分配。你不能直接控制，也不能在程序中感觉到基础存在的任何迹象（另一

方面，C和C++允许你想编译器建议寄存器的分配方式）。

2）堆栈：位于通用RAM（随机访问存储器）中，但通过堆栈指针可以从处理器那里获得直接支持。堆栈指针若

向下移动，则分配新的内存；若向上移动，则释放那些内存。这是一种快速有效的分配存储方法，仅次于寄存器

。创建程序时，Java系统必须知道存储在堆栈内所有项的确切生命周期，以便上下移动堆栈指针。这一约束限制

了程序的灵活性，所以虽然某些Java数据存储于堆栈中——特别是对象引用，但是Java对象并不存储于其中。

3）堆：一种通用的内存池（也位于RAM区），用于存放所有的Java对象。堆不同于堆栈的好处是：编译器不需

要知道存储的数据在堆里存活多长时间。因此，在堆里分配存储有很大的灵活性。当需要一个对象时，只需用

new写一行简单的代码，当执行这行代码时，会自动在堆里进行存储分配。当然，为这种灵活性必须要付出相应

的代价：用堆进行存储分配和清理可能比用堆栈进行存储分配需要更多的时间（如果确实可以在Java中像在C++

中一样在栈中创建对象）。

4）常量存储：常量值通常直接存放在程序代码内部，这样做事安全的，因为它们永远不会被改变。有时，在嵌入

式系统中，常量本身会和其他部分隔离开，所以在这种情况下，可以选择将其存放在ROM（只读存储器）中。

5）非RAM存储：如果数据完全存活于程序之外，那么它可以不受程序的任何控制，在程序没有运行时也可以存在

。其中两个基本的例子是流对象和持久化对象。在流对象中，对象转化成字节流，通常被发送给另一台机器。在“

持久化对象”中，对象呗存放在磁盘上，因此，即使程序终止，它们仍可以保持自己的状态。这种存储方式的技巧

在于：把对象转化成可以存放在其他媒介上的事物，在需要时，可恢复成常规的、基于RAM的对象。Java提供了对

轻量级持久化的支持，而诸如JDBC和Hibernate这样的机制提供了更加复杂的对在数据库中存放和读取对象信息的

支持。

2.基本类型

　　在程序设计中经常用到一系列类型，它们需要特殊对待。可以把它们想象成”基本”类型。之所以特殊对待，是因

为new将对象存储在“堆”里，故用new创建一个对象——特别是小的、简单的变量，往往不是很有效。因此，对于这

些类型，Java采取与C和C++相同的方法。也就是说，不用new来创建变量，而是创建一个并非是引用的“自动”变量

。这个变量直接存储“值”，并置于堆栈中，因此更加高效。

　　所有数值类型都有正负号，所以不要去寻找无符号的数值类型。

　　基本类型具有的包装器类，使得可以在堆中创建一个非基本对象，用来表示对应的基本类型。例如：

　　char c = 'x';

　　Character ch  = new Character(c);

　　也可以这样用：

　　Character ch = new Character('x');

　　Java SE5的自动包装功能将自动地将基本类型转换为包装器类型：

　　Character ch = 'x';

　　并可以反向转换：

　　char c = ch;

高精度数字

Java提供了两个用于高精度计算的类：BigInteger和BigDecimal。虽然它们大体上属于包装器类的范围

但二者都没有对应的基本类型。

　　不过，这两个类包含的方法，提供的操作与对基本类型所能执行的操作相似。也就是说，能作用于int或float

的操作，也同样能作用于BigInteger或BigDecimal。只不过必须以方法调用取代运算符方式来实现。由于这么做

复杂了许多，所以运算速度回比较慢。在这里，我们一速度换取精度。

　　BigInteger支持任意精度的整数。也就是说，在运算中，可以准确地表示任何大小的整数值，而不会丢失任何

信息。

　BigDecimal支持任何精度的定点数，例如，可以用它进行精确的货币计算。

3.Java中的数组

　　几乎所有的程序设计语言都支持数组，在C和C++中使用数组是很危险的，因为C和C++中的数组就是内存块。

如果一个程序要访问其自身内存块之外的数组，或在数组初始化前使用内存（程序中常见的错误），都会产生难以

预料的后果。

　　Java的主要目标之一是安全性，所以在C和C++里困扰程序员的问题在Java里不会再出现。Java确保数组会被

初始化，而且不能再他的范围之外被访问。这种范围检查，十一每个数组上少量的内存开销及运行时的下标检查为代

价的。但由此换来的是安全性和效率的提高，因此付出的代价是值得的（并且Java有时可以优化这些操作）。

　　当创建一个数组对象时，实际上就是创建了一个引用数组，并且每个引用都会自动被初始化为一个特定值，该值

拥有自己的关键字null。一旦Java看到null，就知道这个引用还没有指向某个对象。在使用任何引用前，必须为其指

定一个对象；如果试图使用一个还是null的引用，在运行时将会报错。因此，常犯的数组错误在Java中就可以避免。

还可以创建用来存放基本数据类型的数组。同样，编译器也能确保这种数组的初始化，因为他会将这种数组所占

的内存全部置零。

三、永远不需要销毁对象

1.对象的作用域

　　Java对象不具备和基本类型一样的生命周期。当用new创建一个Java对象时，它可以存活于作用域之外。所以假

如你采用以下代码：

　{

　　　　String s = new String("a string");

　　}

　　引用s在作用域终点就消失了。然而，s指向的String对象仍然继续占据内存空间。在这一小段代码中，我们无法在这

个作用域之后访问这个对象，因为对它唯一的引用已超出了作用域的范围。

　　那么Java靠什么才能防止这些对象填满内存空间，进而阻塞你的程序呢？

　　Java有一个垃圾回收器，用来监视用new创建的对象，并辨别那些不会再被引用的对象。随后，释放这些对象的内存

空间，以便供其他新的对象使用。也就是说，你只要创建对象，一旦不再需要，它们就会自行消失。这样做就消除了这类

编程问题（即“内存泄露）。