Java函数习惯用法详解

Java函数习惯用法详解

在java编程中，有些知识 并不能仅通过语言规范或者标准API文档就能学到的。在本文中，我会尽量收集一些最常用的习惯用法，特别是很难猜到的用法。

我把本文的所有代码都放在公共场所里。你可以根据自己的喜好去复制和修改任意的代码片段，不需要任何的凭证。

实现equals()

class Person {

String name;

int birthYear;

byte[] raw;

public boolean equals(Object obj) {

if (!obj instanceof Person)

return false;

Person other = (Person)obj;

return name.equals(other.name)

&& birthYear == other.birthYear

&& Arrays.equals(raw, other.raw);

}

public int hashCode() { ... }

}

参数必须是Object类型，不能是外围类。

foo.equals(null) 必须返回false，不能抛NullPointerException。（注意，null instanceof 任意类 总是返回false，因此上面的代码可以运行。）

基本类型域（比如，int）的比较使用 == ，基本类型数组域的比较使用Arrays.equals()。

覆盖equals()时，记得要相应地覆盖 hashCode()，与 equals() 保持一致。

参考： java.lang.Object.equals(Object)。

实现hashCode()

class Person {

String a;

Object b;

byte c;

int[] d;

public int hashCode() {

return a.hashCode() + b.hashCode() + c + Arrays.hashCode(d);

}

public boolean equals(Object o) { ... }

}

当x和y两个对象具有x.equals(y) == true ，你必须要确保x.hashCode() == y.hashCode()。

根据逆反命题，如果x.hashCode() != y.hashCode()，那么x.equals(y) == false 必定成立。

你不需要保证，当x.equals(y) == false时，x.hashCode() != y.hashCode()。但是，如果你可以尽可能地使它成立的话，这会提高哈希表的性能。

hashCode()最简单的合法实现就是简单地return 0；虽然这个实现是正确的，但是这会导致HashMap这些数据结构运行得很慢。

实现compareTo()

class Person implements Comparable {

String firstName;

String lastName;

int birthdate;

// Compare by firstName, break ties by lastName, finally break ties by birthdate

public int compareTo(Person other) {

if (firstName.compareTo(other.firstName) != 0)

return firstName.compareTo(other.firstName);

else if (lastName.compareTo(other.lastName) != 0)

return lastName.compareTo(other.lastName);

else if (birthdate < other.birthdate)

return -1;

else if (birthdate > other.birthdate)

return 1;

else

return 0;

}

}

总是实现泛型版本 Comparable 而不是实现原始类型 Comparable 。因为这样可以节省代码量和减少不必要的麻烦。

只关心返回结果的正负号（负/零/正），它们的大小不重要。

Comparator.compare()的实现与这个类似。

实现clone()

class Values implements Cloneable {

String abc;

double foo;

int[] bars;

Date hired;

public Values clone() {

try {

Values result = (Values)super.clone();

result.bars = result.bars.clone();

result.hired = result.hired.clone();

return result;

} catch (CloneNotSupportedException e) { // Impossible

throw new AssertionError(e);

}

}

}

使用 super.clone() 让Object类负责创建新的对象。

基本类型域都已经被正确地复制了。同样，我们不需要去克隆String和BigInteger等不可变类型。

手动对所有的非基本类型域（对象和数组）进行深度复制（deep copy）。

实现了Cloneable的类，clone()方法永远不要抛CloneNotSupportedException。因此，需要捕获这个异常并忽略它，或者使用不受检异常（unchecked exception）包装它。

不使用Object.clone()方法而是手动地实现clone()方法是可以的也是合法的。

使用StringBuilder或StringBuffer

// join(["a", "b", "c"]) -> "a and b and c"

String join(List strs) {

StringBuilder sb = new StringBuilder();

boolean first = true;

for (String s : strs) {

if (first) first = false;

else sb.append(" and ");

sb.append(s);

}

return sb.toString();

}

不要像这样使用重复的字符串连接：s += item ，因为它的时间效率是O(n^2)。

使用StringBuilder或者StringBuffer时，可以使用append()方法添加文本和使用toString()方法去获取连接起来的整个文本。

优先使用StringBuilder，因为它更快。StringBuffer的所有方法都是同步的，而你通常不需要同步的方法。

生成一个范围内的随机整数

Random rand = new Random();

// Between 1 and 6, inclusive

int diceRoll() {

return rand.nextInt(6) + 1;

}

总是使用Java API方法去生成一个整数范围内的随机数。

不要试图去使用 Math.abs(rand.nextInt()) % n 这些不确定的用法，因为它的结果是有偏差的。此外，它的结果值有可能是负数，比如当rand.nextInt() == Integer.MIN_VALUE时就会如此。

使用Iterator.remove()

void filter(List list) {

for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {

String item = iter.next();

if (...)

iter.remove();

}

}

remove()方法作用在next()方法最近返回的条目上。每个条目只能使用一次remove()方法。

返转字符串

String reverse(String s) {

return new StringBuilder(s).reverse().toString();

}

这个方法可能应该加入Java标准库。

启动一条线程

下面的三个例子使用了不同的方式完成了同样的事情。

实现Runnnable的方式：

void startAThread0() {

new Thread(new MyRunnable()).start();

}

class MyRunnable implements Runnable {

public void run() {

...

}

}

继承Thread的方式：

void startAThread1() {

new MyThread().start();

}

class MyThread extends Thread {

public void run() {

...

}

}

匿名继承Thread的方式：

void startAThread2() {

new Thread() {

public void run() {

...

}

}.start();

}

不要直接调用run()方法。总是调用Thread.start()方法，这个方法会创建一条新的线程并使新建的线程调用run()。

使用try-finally

I/O流例子：

void writeStuff() throws IOException {

OutputStream out = new FileOutputStream(...);

try {

out.write(...);

} finally {

out.close();

}

}

锁例子：

void doWithLock(Lock lock) {

lock.acquire();

try {

...

} finally {

lock.release();

}

}

如果try之前的语句运行失败并且抛出异常，那么finally语句块就不会执行。但无论怎样，在这个例子里不用担心资源的释放。

如果try语句块里面的语句抛出异常，那么程序的运行就会跳到finally语句块里执行尽可能多的语句，然后跳出这个方法（除非这个方法还有另一个外围的finally语句块）。

从输入流里读取字节数据

InputStream in = (...);

try {

while (true) {

int b = in.read();

if (b == -1)

break;

(... process b ...)

}

} finally {

in.close();

}

reahttp://d()方法要么返回下一次从流里读取的字节数（0到255，包括0和255），要么在达到流的末端时返回-1。

从输入流里读取块数据

InputStream in = (...);

try {

byte[] buf = new byte[100];

while (true) {

int n = in.read(buf);

if (n == -1)

break;

(... process buf with offset=0 and length=n ...)

}

} finally {

in.close();

}

要记住的是，read()方法不一定会填满整个buf，所以你必须在处理逻辑中考虑返回的长度。

从文件里读取文本

BufferedReader in = new BufferedReader(

new InputStreamReader(new FileInputStream(...), "UTF-8"));

try {

while (true) {

String line = in.readLine();

if (line == null)

break;

(... process line ...)

}

} finally {

in.close();

}

BufferedReader对象的创建显得很冗长。这是因为Java把字节和字符当成两个不同的概念来看待（这与C语言不同）。

你可以使用任何类型的InputStream来代替FileInputStream，比如socket。

当达到流的末端时，BufferedReader.readLine()会返回null。

要一次读取一个字符，使用Reader.read()方法。

你可以使用其他的字符编码而不使用UTF-8，但最好不要这样做。

向文件里写文本

PrintWriter out = new PrintWriter(

new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(...), "UTF-8"));

try {

out.print("Hello ");

out.print(42);

out.println(" world!");

} finally {

out.close();

}

Printwriter对象的创建显得很冗长。这是因为Java把字节和字符当成两个不同的概念来看待（这与C语言不同）。

就像System.out，你可以使用print()和println()打印多种类型的值。

你可以使用其他的字符编码而不使用UTF-8，但最好不要这样做。

预防性检测（Defensive checking）数值

int factorial(int n) {

if (n < 0)

throw new IllegalArgumentException("Undefined");

else if (n >= 13)

throw new ArithmeticException("Result overflow");

else if (n == 0)

return 1;

else

return n * factorial(n - 1);

}

不要认为输入的数值都是正数、足够小的数等等。要显式地检测这些条件。

一个设计良好的函数应该对所有可能性的输入值都能够正确地执行。要确保所有的情况都考虑到了并且不会产生错误的输出（比如溢出）。

预防性检测对象

int findIndex(List list, String target) {

if (list == null || target == null)

throw new NullPointerException();

...

}

不要认为对象参数不会为空（null）。要显式地检测这个条件。

预防性检测数组索引

void frob(byte[] b, int index) {

if (b == null)

throw new NullPointerException();

if (index < 0 || index >= b.length)

throw new IndexOutOfBoundsException();

...

}

不要认为所以给的数组索引不会越界。要显式地检测它。

预防性检测数组区间

void frob(byte[] b, int off, int len) {

if (b == null)

throw new NullPointerException();

if (off < 0 || off > b.length

|| len < 0 || b.length - off < len)

throw new IndexOutOfBoundsException();

...

}

不要认为所给的数组区间（比如，从off开始，读取len个元素）是不会越界。要显式地检测它。

填充数组元素

使用循环：

// Fill each element of array 'a' with 123

byte[] a = (...);

for (int i = 0; i < a.length; i++)

a[i] = 123;

（优先）使用标准库的方法：

Arrays.fill(a, (byte)123);

复制一个范围内的数组元素

使用循环：

// Copy 8 elements from array 'a' starting at offset 3

// to array 'b' starting at offset 6,

// assuming 'a' and 'b' are distinct arrays

byte[] a = (...);

byte[] b = (...);

for (int i = 0; i < 8; i++)

b[6 + i] = a[3 + i];

（优先）使用标准库的方法：

System.arraycopy(a, 3, b, 6, 8);

调整数组大小

使用循环（扩大规模）：

// Make array 'a' larger to newLen

byte[] a = (...);

byte[] b = new byte[newLen];

for (int i = 0; i < a.length; i++) // Goes up to length of A

b[i] = a[i];

a = b;

使用循环（减小规模）：

// Make array 'a' smaller to newLen

byte[] a = (...);

byte[] b = new byte[newLen];

for (int i = 0; i < b.length; i++) // Goes up to length of B

b[i] = a[i];

a = b;

（优先）使用标准库的方法：

a = Arrays.copyOf(a, newLen);

把4个字节包装（packing）成一个int

int packBigEndian(byte[] b) {

return (b[0] & 0xFF) << 24

| (b[1] & 0xFF) << 16

| (b[2] & 0xFF) << 8

| (b[3] & 0xFF) << 0;

}

int packLittleEndian(byte[] b) {

return (b[0] & 0xFF) << 0

| (b[1] & 0xFF) << 8

| (b[2] & 0xFF) << 16

| (b[3] & 0xFF) << 24;

}

把int分解（Unpacking）成4个字节

byte[] unpackBigEndian(int x) {

return new byte[] {

(byte)(x >>> 24),

(byte)(x >>> 16),

(byte)(x >>> 8),

(byte)(x >>> 0)

};

}

byte[] unpackLittleEndian(int x) {

return new byte[] {

(byte)(x >>> 0),

(byte)(x >>> 8),

(byte)(x >>> 16),

(byte)(x >>> 24)

};

}

总是使用无符号右移操作符（>>>）对位进行包装（packing），不要使用算术右移操作符（>>）。

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