Java 語法糖，提高程式碼效率神器！

2024-03-02碼農

引言：語法糖經常是大廠面試官常問的一個知識點，關於 Java 的語法糖很多人可能只是知道其中的某幾個，但卻對整體的結構不了解，本文將詳細介紹 Java 語法糖的知識。

題目

什麽是 Java 語法糖？

推薦解析

什麽是語法糖？

語法糖是指一種程式語言的語法結構，它並不提供新的功能，但使程式碼更易讀、更易寫，提高了開發效率。這些語法糖通常是一種編譯器提供的便利性，它將一種常見的模式或程式碼結構用更簡潔、更易懂的語法表示出來。

語法糖的目的是什麽？

語法糖的目的是提高程式碼的可讀性和編寫效率，而不是引入新的功能或改變語言的本質。開發者可以使用語法糖來編寫更簡潔、更清晰的程式碼，而不必深入了解底層的實作細節。

Java 的語法糖

Switch 支持 String 與列舉

舉個例子

public classswitchDemoString{ publicstaticvoidmain(String[] args){ String str = "nihao"; switch (str) { case"nihao": System.out.println("nihao"); break; case"hello": System.out.println("hello"); break; default: break; } } }

Switch (字串) 是用字串的 hashcode 進行比較，case 中再利用 equals 進行判斷，因為可能會產生 hash 沖突的情況。

泛型

對於 Java 虛擬機器來說，需要在編譯階段透過型別擦除的方式進行解語法糖。

型別擦除的主要過程如下：1.將所有的泛型參數用其最左邊界（最頂級的父型別）型別替換。2.移除所有的型別參數。

舉個例子

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); map.put("xiaobaitiao", "nihao");

解語法糖之後

Map map = new HashMap(); map.put("xiaobaitiao", "nihao");

在虛擬機器中，泛型的實作涉及到型別擦除（Type Erasure）的概念。型別擦除是指在編譯時泛型型別資訊被擦除，而在執行時，泛型的例項僅保留原始型別（raw type）的資訊。這導致在虛擬機器中，所有泛型類的型別參數在編譯時都會被擦除，並且泛型類並沒有自己獨有的 class 類物件。

具體來說，泛型類在編譯後的字節碼中不會保留其泛型資訊，而是被替換為原始型別。例如，對於 List<String> 或 List<Integer> ，在執行時只存在一個 List 類的物件，而無法透過 List<String>. class 或 List<Integer>. class 這樣的語法來獲取類物件。

這樣的設計是為了保持 Java 的回溯相容性，因為泛型是在 Java 5引入的，而在引入泛型之前的程式碼中是沒有泛型資訊的。因此，為了確保與舊程式碼的互操作性，Java 編譯器使用了型別擦除來處理泛型。

自動裝箱和拆箱

這個語法糖應該是較為熟知的，自動裝箱就是 Java 自動將原始型別值轉換成對應的物件，比如將 int 的變量轉換成 Integer 物件，這個過程叫做裝箱，反之將 Integer 物件轉換成 int 型別值，這個過程叫做拆箱。因為不用人工去轉化，因此是自動裝箱和拆箱。

舉個例子（自動裝箱）

publicstaticvoidmain(String[] args){ int num = 1; Integer n = num; }

反編譯

publicstaticvoidmain(String args[]) { int num = 1; Integer n = Integer.valueOf(num); }

自動拆箱

publicstaticvoidmain(String[] args){ Integer num = 10; int n = num; }

反編譯

publicstaticvoidmain(String args[]) { Integer num = Integer.valueOf(10); int n = num.intValue(); }

總結：裝箱用 valueOf() 方法，拆箱用 xxxValue 方法，比如 intValue。

可變長參數

publicstaticvoidprint(String... strs) { for (int i = 0; i < strs.length; i++) { System.out.println(strs[i]); } }

可以用... 去代表可變長參數，相當於一個一維字串陣列。一般不太常用。

斷言

在 Java 中， assert 關鍵字是從 JAVA SE 1.4 引入的，為了避免和老版本的 Java 程式碼中使用了 assert 關鍵字導致錯誤，Java 在執行的時候預設是不啟動斷言檢查的。

舉個例子

public classTest{ publicstaticvoidmain(String args[]){ int a = 1; int b = 1; assert a == b; System.out.println("Hello Word"); } }

當 a不等於b 時，會丟擲斷言的異常，相等才會輸出 HelloWorld，反編譯後相當於一個 if else。

數值字面量

在 java 7 中，數值字面量，不管是整數還是浮點數，都允許在數位之間插入任意多個底線。

public classTest{ publicstaticvoidmain(String... args){ int i = 10_000; System.out.println(i); } }

反編譯後會自動把底線去掉，就是為了方便閱讀。

For-Each

For-Each 是程式設計師都會經常用到的，底層也是普遍都講過是利用 for 迴圈和叠代器，因此使用要註意 fail-fast 機制，建議了解 Stream 流的知識。

舉個例子

publicstaticvoidmain(String... args){ String[] strs = {"Hello"}; for (String s : strs) { System.out.println(s); } List<String> strList = ImmutableList.of("Hello"); for (String s : strList) { System.out.println(s); } }

publicstatictransientvoidmain(String args[]) { String strs[] = { "Hello" }; String args1[] = strs; int i = args1.length; for(int j = 0; j < i; j++) { String s = args1[j]; System.out.println(s); } List strList = ImmutableList.of("Hello"); String s; for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s)) s = (String)iterator.next(); }

註意事項

1）方法多載，但由於泛型擦除，導致編譯失敗

publicstaticvoidmethod(List<String> list){ System.out.println("Hello World String list"); } publicstaticvoidmethod(List<Long> list){ System.out.println("Hello World Long list"); }

2）try catch 中的異常不能再去區別異常的泛型型別，同樣是泛型擦除機制。

3）自動拆箱和裝箱，但是整數值有緩存機制。

publicstaticvoidmain(String[] args){ Integer a = 129; Integer b = 129; Integer c = 100; Integer d = 100; System.out.println(a == b); System.out.println(c == d); }

輸出結果

false true

-128 到 127 和緩存機制可以實作重用，也就是說使用的是相同的物件參照，這個也比較經典。

4）增強 for 迴圈，上文有提到過，增強 for 底層有用到叠代器，叠代器在遍歷的時候物件不允許修改或者刪除。因此 CMS 異常也就是 fail-fast 多執行緒修改，解決方法可以直接用叠代器或者 Stream 流的方法，推薦 Stream 流掌握。

總結

語法糖在大多數情況下被我們所使用，能夠較大地提升開發效率，但是在開發效率提升的同時，我們要明白語法糖的底層原理，也就是反編譯後的程式碼，JVM 虛擬機器是怎麽最佳化的，有哪些最佳化機制，可能會發生什麽問題，這是我們需要註意的點，避免踩坑。

其他補充

魚聰明 AI 的回答：

魚聰明 AI 地址：https://www.yucongming.com/

Java 的語法糖是指一些在語法層面上提供的便利性，使得程式碼更加簡潔和易讀。這些語法糖並不引入新的功能，而是提供了一種更方便的語法形式。以下是 Java 中常見的語法糖：

泛型： Java 中的泛型提供了參數化型別的能力，使得在編寫集合類等泛型類時可以更安全和更易用。但實際上，Java 的泛型是透過型別擦除來實作的，所以在執行時泛型資訊是不可見的。
自動裝箱和拆箱： 基本數據型別和對應的包裝型別之間可以自動進行轉換，這使得程式碼更易讀。例如， int 到 Integer 的轉換。
增強的 for 迴圈： 提供了更簡潔的方式來叠代集合或陣列，避免了手動管理索引的麻煩。
列舉型別： 提供了更簡潔、型別安全的列舉定義方式，避免了使用常量的寫死。
可變參數（Varargs）： 允許方法接受可變數量的參數，而無需手動建立陣列。
Lambda 運算式： 引入了函數語言程式設計的概念，使得可以更輕松地編寫簡潔的匿名函式。
Diamond 語法（菱形語法）： 在建立泛型例項時，允許省略型別參數的重復聲明。

使用語法糖可能遇到的坑：

泛型型別擦除： 雖然泛型提供了更安全的集合操作，但由於型別擦除的存在，可能會導致在執行時無法獲取泛型型別資訊。
自動裝箱拆箱帶來的效能開銷： 自動裝箱和拆箱可能導致額外的效能開銷，特別是在大量數據操作時。
Lambda 運算式的閉包問題： 在使用 Lambda 運算式時，需要註意對外部變量的存取，因為 Lambda 運算式預設是對外部變量的「讀取」操作，對於局部變量需要是最終的（effectively final）。

總結：

Java 的語法糖提供了一系列便捷性，使得程式碼更加簡潔、易讀，並提高了開發效率。然而，在使用語法糖時需要註意可能遇到的一些陷阱，如泛型型別擦除、自動裝箱拆箱的效能開銷，以及 Lambda 運算式的閉包問題。理解這些細節有助於更好地利用語法糖，同時避免潛在的問題。