语法糖

转载自https://github.com/Snailclimb/JavaGuide （添加小部分笔记）感谢作者!

简介 #

语法糖（Syntactic Sugar）也称糖衣语法，指的是在计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用，简而言之，让程序更加简洁，有更高的可读性

Java中有哪些语法糖 #

Java虚拟机并不支持这些语法糖，这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构，这个过程就是解语法糖

javac命令可以将后缀为.java的源文件编译为后缀名为.class的可以运行于Java虚拟机的字节码。其中，com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源码中，compile()中有一个步骤就是调用desugar()，这个方法就是负责解语法糖的实现的
Java中的语法糖，包括泛型、变长参数、条件编译、自动拆装箱、内部类等

switch支持String与枚举 #

switch本身原本只支持基本类型，如int、char
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int是比较数值，而char则是比较其ascii码，所以其实对于编译器来说，都是int类型(整型)，比如byte。short，char(ackii 码是整型)以及int。 ly-20241212141927646

ly-20241212141927801 而对于enum类型，
ly-20241212141927960

对于switch中使用String，则：

public class switchDemoString {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "world";
        switch (str) {
        case "hello":
            System.out.println("hello");
            break;
        case "world":
            System.out.println("world");
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}
//反编译之后
public class switchDemoString
{
    public switchDemoString()
    {
    }
    public static void main(String args[])
    {
        String str = "world";
        String s;
        switch((s = str).hashCode())
        {
        default:
            break;
        case 99162322:
            if(s.equals("hello"))
                System.out.println("hello");
            break;
        case 113318802:
            if(s.equals("world"))
                System.out.println("world");
            break;
        }
    }
}

即switch判断是通过**equals()和hashCode()**方法来实现的

equals()检查是必要的，因为有可能发生碰撞，所以性能没有直接使用枚举进行switch或纯整数常量性能高

泛型 #

编译器处理泛型有两种方式：Code specialization和Code sharing。C++和 C#是使用Code specialization的处理机制，而 Java 使用的是Code sharing的机制

Code sharing 方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示，并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过**类型擦除（type erasue）**实现的。

对于 Java 虚拟机来说，他根本不认识Map<String, String> map 这样的语法。需要在编译阶段通过类型擦除的方式进行解语法糖
类型擦除的主要过程如下： 1.将所有的泛型参数用其最左边界（最顶级的父类型）类型替换。 2.移除所有的类型参数。

两个例子

Map擦除

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("name", "hollis");
map.put("wechat", "Hollis");
map.put("blog", "www.hollischuang.com");
//解语法糖之后
Map map = new HashMap();
map.put("name", "hollis");
map.put("wechat", "Hollis");
map.put("blog", "www.hollischuang.com");

其他擦除

public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) {
    Iterator<A> xi = xs.iterator();
    A w = xi.next();
    while (xi.hasNext()) {
        A x = xi.next();
        if (w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}
//擦除后变成
 public static Comparable max(Collection xs){
    Iterator xi = xs.iterator();
    Comparable w = (Comparable)xi.next();
    while(xi.hasNext())
    {
        Comparable x = (Comparable)xi.next();
        if(w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}

小结
- 虚拟机中并不存在泛型，泛型类没有自己独有的Class类对象，即不存在List<String>.class 或是 List<Integer>.class ，而只有List.class
- 虚拟机中，只有普通类和普通方法，所有泛型类的类型参数，在编译时都会被擦除

自动装箱与拆箱 #

装箱过程，通过调用包装器的valueOf方法实现的，而拆箱过程，则是通过调用包装器的xxxValue方法实现的

自动装箱

 public static void main(String[] args) {
    int i = 10;
    Integer n = i;
}
//反编译后的代码
public static void main(String args[])
{
    int i = 10;
    Integer n = Integer.valueOf(i);
}

自动拆箱

public static void main(String[] args) {

    Integer i = 10;
    int n = i;
}
//反编译后的代码
public static void main(String args[])
{
    Integer i = Integer.valueOf(10);
    int n = i.intValue(); //注意，是intValue，不是initValue
}

可变长参数 #

variable arguments，是在Java 1.5中引入的一个特性，允许一个方法把任意数量的值作为参数，代码：

public static void main(String[] args)
    {
        print("Holis", "公众号:Hollis", "博客：www.hollischuang.com", "QQ：907607222");
    }

public static void print(String... strs)
{
    for (int i = 0; i < strs.length; i++)
    {
        System.out.println(strs[i]);
    }
}
//反编译后代码
 public static void main(String args[])
{
    print(new String[] {
        "Holis", "\u516C\u4F17\u53F7:Hollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com", "QQ\uFF1A907607222"
    });
}

public static transient void print(String strs[])
{
    for(int i = 0; i < strs.length; i++)
        System.out.println(strs[i]);

}

如上，可变参数在被使用的时候，会创建一个数组，数组的长度，就是调用该方法的传递的实参的个数，然后再把参数值全部放到这个数组当中，最后把这个数组作为参数传递到被调用的方法中

枚举 #

关键字enum可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型，而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用，这是一种非常有用的功能

写一个enum类进行测试

public enum T {
    SPRING,SUMMER;
}
//反编译之后
// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3) 
// Source File Name:   T.java

package com.ly.review.base;


public final class T extends Enum
{

    /**
    下面这个和博客不太一样,博客里面是这样的
//    ENUM$VALUES是博客编译后的数组名
    public static T[] values()
    {
        T at[];
        int i;
        T at1[];
        System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i);
        return at1;
    }
    
    */
    public static T[] values()
    {
        return (T[])$VALUES.clone();
    }
    

    public static T valueOf(String s)
    {
        return (T)Enum.valueOf(com/ly/review/base/T, s);
    }

    private T(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }

    public static final T Spring;
    public static final T SUMMER;
    private static final T $VALUES[];

    static 
    {
        Spring = new T("Spring", 0);
        SUMMER = new T("SUMMER", 1);
        $VALUES = (new T[] {
            Spring, SUMMER
        });
    }
}

重要代码：

public final class T extends Enum 说明该类不可继承

    public static final T Spring;
    public static final T SUMMER;

说明枚举类型不可修改

内部类 #

内部类又称为嵌套类，可以把内部类理解成外部类的一个普通成员内部类之所以也是语法糖，是因为它仅仅是一个编译时的概念，outer.java里面定义了一个内部类inner，一旦编译成功，就会生成两个完全不同的.class文件了，分别是outer.class和outer$inner.class。所以内部类的名字完全可以和它的外部类名字相同。

代码如下：

public class OutterClass {
    private String userName;

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public static void main(String[] args) {

    }

    class InnerClass{
        private String name;

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
}

编译之后，会生成两个class文件OutterClass.class和OutterClass$InnerClass.class。所以内部类是可以跟外部类完全一样的名字的如果要对OutterClass.class进行反编译，那么他会把OutterClass$InnerClass.class也一起进行反编译

public class OutterClass
{
    class InnerClass
    {
        public String getName()
        {
            return name;
        }
        public void setName(String name)
        {
            this.name = name;
        }
        private String name;
        final OutterClass this$0;

        InnerClass()
        {
            this.this$0 = OutterClass.this;
            super();
        }
    }

    public OutterClass()
    {
    }
    public String getUserName()
    {
        return userName;
    }
    public void setUserName(String userName){
        this.userName = userName;
    }
    public static void main(String args1[])
    {
    }
    private String userName;
}

条件编译 #

—般情况下，程序中的每一行代码都要参加编译。但有时候出于对程序代码优化的考虑，希望只对其中一部分内容进行编译，此时就需要在程序中加上条件，让编译器只对满足条件的代码进行编译，将不满足条件的代码舍弃，这就是条件编译。

public class ConditionalCompilation {
    public static void main(String[] args) {
        final boolean DEBUG = true;
        if(DEBUG) {
            System.out.println("Hello, DEBUG!");
        }

        final boolean ONLINE = false;

        if(ONLINE){
            System.out.println("Hello, ONLINE!");
        }
    }
}
//反编译之后如下
public class ConditionalCompilation
{

    public ConditionalCompilation()
    {
    }

    public static void main(String args[])
    {
        boolean DEBUG = true;
        System.out.println("Hello, DEBUG!");
        boolean ONLINE = false;
    }
}

Java 语法的条件编译，是通过判断条件为常量的 if 语句实现的。其原理也是 Java 语言的语法糖。根据 if 判断条件的真假，编译器直接把分支为 false 的代码块消除。通过该方式实现的条件编译，必须在方法体内实现，而无法在正整个 Java 类的结构或者类的属性上进行条件编译

断言 #

Java 在执行的时候默认是不启动断言检查的（这个时候，所有的断言语句都将忽略！），如果要开启断言检查，则需要用开关-enableassertions或-ea来开启

代码如下：

public class AssertTest {
    public static void main(String args[]) {
        int a = 1;
        int b = 1;
        assert a == b;
        System.out.println("公众号：Hollis");
        assert a != b : "Hollis";
        System.out.println("博客：www.hollischuang.com");
    }
}
//反编译之后代码如下
public class AssertTest {
   public AssertTest()
    {
    }
    public static void main(String args[])
{
    int a = 1;
    int b = 1;
    if(!$assertionsDisabled && a != b)
        throw new AssertionError();
    System.out.println("\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis");
    if(!$assertionsDisabled && a == b)
    {
        throw new AssertionError("Hollis");
    } else
    {
        System.out.println("\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com");
        return;
    }
}

static final boolean $assertionsDisabled = !com/hollis/suguar/AssertTest.desiredAssertionStatus();

}

断言的底层是if语言，如果断言为true，则什么都不做；如果断言为false，则程序抛出AssertError来打断程序执行
-enableassertions会设置$assertionsDisabled字段的值

数值字面量 #

java7中，字面量允许在数字之间插入任意多个下划线，不会对字面值产生影响，可以方便阅读

源代码：

public class Test {
    public static void main(String... args) {
        int i = 10_000;
        System.out.println(i);
    }
}
//反编译后
public class Test
{
  public static void main(String[] args)
  {
    int i = 10000;
    System.out.println(i);
  }
}

for-each #

源代码：

public static void main(String... args) {
    String[] strs = {"Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com"};
    for (String s : strs) {
        System.out.println(s);
    }
    List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com");
    for (String s : strList) {
        System.out.println(s);
    }
}
//反编译之后
public static transient void main(String args[])
{
    String strs[] = {
        "Hollis", "\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com"
    };
    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("Hollis", "\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com");
    String s;
    for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s))
        s = (String)iterator.next();

}

会改成普通的for语句循环，或者使用迭代器

try-with-resource #

关闭资源的方式，就是再finally块里释放，即调用close方法

//正常使用
public static void main(String[] args) {
    BufferedReader br = null;
    try {
        String line;
        br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\hollischuang.xml"));
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        // handle exception
    } finally {
        try {
            if (br != null) {
                br.close();
            }
        } catch (IOException ex) {
            // handle exception
        }
    }
}

JDK7之后提供的关闭资源的方式：

public static void main(String... args) {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ hollischuang.xml"))) {
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        // handle exception
    }
}

编译后：

public static transient void main(String args[])
    {
        BufferedReader br;
        Throwable throwable;
        br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ hollischuang.xml"));
        throwable = null;
        String line;
        try
        {
            while((line = br.readLine()) != null)
                System.out.println(line);
        }
        catch(Throwable throwable2)
        {
            throwable = throwable2;
            throw throwable2;
        }
        if(br != null)
            if(throwable != null)
                try
                {
                    br.close();
                }
                catch(Throwable throwable1)
                {
                    throwable.addSuppressed(throwable1);
                }
            else
                br.close();
            break MISSING_BLOCK_LABEL_113;
            Exception exception;
            exception;
            if(br != null)
                if(throwable != null)
                    try
                    {
                        br.close();
                    }
                    catch(Throwable throwable3)
                      {
                        throwable.addSuppressed(throwable3);
                    }
                else
                    br.close();
        throw exception;
        IOException ioexception;
        ioexception;
    }
}

也就是我们没有做关闭的操作，编译器都帮我们做了

Lambda表达 #

使用lambda表达式便利list

public static void main(String... args) {
    List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com");

    strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}

反编译之后

public static /* varargs */ void main(String ... args) {
    ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
    strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)());
}

private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) {
    System.out.println(s);
}

lambda表达式的实现其实是依赖了一些底层的api，在编译阶段，会把lambda表达式进行解糖，转换成调用内部api的方式

可能遇到的坑 #

泛型 #

泛型遇到重载

public class GenericTypes {

    public static void method(List<String> list) {
        System.out.println("invoke method(List<String> list)");
    }

    public static void method(List<Integer> list) {
        System.out.println("invoke method(List<Integer> list)");
    }
}

这种方法是编译不过去的，因为参数List<Integer> 和List<String>编译之后都被擦出了，变成了一样的原生类型List，擦除动作导致这两个方法的特征签名变得一模一样。

泛型的类型参数不能用在 Java 异常处理的 catch 语句中。因为异常处理是由 JVM 在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM 是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的

泛型类的所有静态变量是共享的

public class StaticTest{
    public static void main(String[] args){
        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();
        gti.var=1;
        GT<String> gts = new GT<String>();
        gts.var=2;
        System.out.println(gti.var);
    }
}
class GT<T>{
    public static int var=0;
    public void nothing(T x){}
}

以上代码输出结果为：2！

由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，泛型类的所有静态变量是共享的。

自动装箱与拆箱 #

对于自动装箱，整形对象通过使用相同的缓存和重用，适用于整数值区间 [ -128，+127 ]

public static void main(String[] args) {
    Integer a = 1000;
    Integer b = 1000;
    Integer c = 100;
    Integer d = 100;
    System.out.println("a == b is " + (a == b));
    System.out.println(("c == d is " + (c == d)));
}
//结果
a == b is false
c == d is true

增强for循环 #

遍历时不要使用list的remove方法：

for (Student stu : students) {
    if (stu.getId() == 2)
        students.remove(stu);
}
//会报ConcurrentModificationException异常，Iterator在工作的时候不允许被迭代的对象被改变，但可以使用Iterator本身的remove()来删除对象，会在删除当前对象的同时，维护索引的一致性