.1繼承層次

• 繼承不僅限于一個(gè)層次托猩。由一個(gè)公共超類派生出來的所有類的集合被稱為繼承層次(inheritance hierarchy)印蓖。在繼承層次中，某個(gè)特定的類到其祖先的路徑被稱為該類的繼承鏈(inheritance chain)京腥。
• 通常赦肃，一個(gè)祖先可以擁有多個(gè)子孫繼承鏈。Java不支持多繼承。

繼承層次

.2多態(tài)

• 一個(gè)判斷是否應(yīng)該設(shè)計(jì)為繼承關(guān)系的簡單規(guī)則他宛，就是“is-a"規(guī)則船侧，它表明子類的每個(gè)對(duì)象也是超類的對(duì)象√鳎“is-a"規(guī)則的另一種表述法是置換法則镜撩，它表明程序中出現(xiàn)超類的對(duì)象的任何地方都可以用子類對(duì)象置換。例如队塘，可以將一個(gè)子類對(duì)象賦值給超類變量：
  Employee e;
  e = new Employee(...);//Employee object expected
  e = new Manager(...);//can be used as well
• 在Java中袁梗，對(duì)象變量是多態(tài)的，一個(gè)Employee變量既可以引用一個(gè)Employee類對(duì)象憔古，也可以引用一個(gè)Employee類的任何一個(gè)子類的對(duì)象遮怜。
  Manager boss = new Manager(...);
  Employee[] staff = new Employee[3];
  staff[0] = boss;
• 變量boss和staff[0]引用同一個(gè)對(duì)象，但編譯器將staff[0]看成Employee對(duì)象投放。這意味著boss.setBonus(5000);成立奈泪，而staff[0].setBonus(5000);無法調(diào)用。不能將一個(gè)超類的引用賦值給予子類變量灸芳。

.3動(dòng)態(tài)綁定

• 調(diào)用對(duì)象方法的執(zhí)行過程：
  • 1）編譯器查看對(duì)象的聲明類型和方法名，一一列舉該類中所有同名方法和其超類中同名的public方法拜姿。至此烙样，編譯器已獲得所有可能被調(diào)用的候選方法。
  • 2）接下來蕊肥，編譯器將查看調(diào)用方法時(shí)提供的參數(shù)類型谒获。如果在之前獲得的方法中存在一個(gè)與提供的參數(shù)完全匹配，就選擇該方法壁却。這個(gè)過程被稱為重載解析(overloading resolution)批狱。由于允許類型轉(zhuǎn)換，所以這個(gè)過程可能會(huì)很復(fù)雜展东。如果編譯器沒有找到與參數(shù)類型匹配的方法赔硫，或者經(jīng)過類型轉(zhuǎn)換之后有多個(gè)方法與之匹配，就會(huì)報(bào)告一個(gè)錯(cuò)誤盐肃。至此爪膊，編譯器已獲得需要調(diào)用的方法名字和參數(shù)類型。
    • 注：方法的名字和簽名砸王。如果子類中定義了一個(gè)與超類方法相同的方法推盛，那么子類中的這個(gè)方法就覆蓋了超類中的這個(gè)簽名相同的方法。返回類型不是簽名的一部分谦铃。因此在覆蓋方法時(shí)耘成，一定要保證返回類型的兼容性。允許子類覆蓋方法的返回類型定義為原返回類型的子類型。
  • 3)如果是private方法瘪菌、static方法件豌、final方法或者構(gòu)造器，那么編譯器將可以準(zhǔn)確地知道應(yīng)該調(diào)用哪個(gè)方法控嗜，我們將這種調(diào)用方式稱為靜態(tài)綁定(static binding)茧彤。與此對(duì)應(yīng)的是，調(diào)用的方法依賴于隱式參數(shù)的實(shí)際類型疆栏，并且在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定曾掂。
  • 4)當(dāng)程序運(yùn)行，并采用動(dòng)態(tài)綁定調(diào)用方法時(shí)壁顶，虛擬機(jī)一定調(diào)用與x所引用對(duì)象的實(shí)際類型最合適的那個(gè)類的方法珠洗。
  • 每次調(diào)用都要進(jìn)行搜索，時(shí)間開銷相當(dāng)大若专。因此许蓖，虛擬機(jī)預(yù)先為每個(gè)類創(chuàng)建了一個(gè)方法表(method table)，其中列出了所有方法的簽名和實(shí)際調(diào)用的方法调衰。這樣一類僅需查表即可膊爪。
  • 動(dòng)態(tài)綁定有一個(gè)非常重要的特征：無需對(duì)現(xiàn)存的代碼進(jìn)行修改，就可以對(duì)程序進(jìn)行拓展嚎莉。
    • 注：在覆蓋一個(gè)方法時(shí)米酬，子類方法不能低于超類方法的可見性。特別是趋箩，如果超類方法是public赃额，子類方法一定聲明為public。如果遺漏叫确，編譯器會(huì)解釋為更嚴(yán)格的訪問權(quán)限跳芳。

.4阻止繼承：final類和方法

• 不允許擴(kuò)展的類被稱為final類，定義時(shí)用final修飾符表明竹勉。
• 類中特定的方法也可以被聲明為final飞盆，子類將不能覆蓋這個(gè)方法（final類中的所有方法自動(dòng)地成為final方法）。
  • 域也可以被聲明為final饶米。對(duì)于final域來說桨啃，構(gòu)造對(duì)象之后就不允許改變它們的值了。不過檬输，如果將類聲明為final照瘾，只有其中的方法自動(dòng)地成為final，而不包括域丧慈。
• 將方法或類聲明為final主要目的是：確保它們不會(huì)在子類中改變語義析命。
• 動(dòng)態(tài)綁定會(huì)帶來更多的系統(tǒng)開銷主卫。如果一個(gè)方法沒有被覆蓋并且很短，編譯器就能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化處理鹃愤，這個(gè)過程稱為內(nèi)聯(lián)(inlining)簇搅。例如，內(nèi)聯(lián)調(diào)用e.getName()將被替換為訪問e.name域软吐。

.5強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

    double x = 3.405;
    int nx = (int)x;

• 將x的值轉(zhuǎn)換成整數(shù)類型瘩将，舍棄了小數(shù)部分。

• 有時(shí)需要將某個(gè)類的對(duì)象引用轉(zhuǎn)換成為另一個(gè)類的對(duì)象引用凹耙。進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的唯一原因是：在暫時(shí)忽視對(duì)象的實(shí)際類型之后姿现，使用對(duì)象的全部功能。

• 將一個(gè)值存入變量時(shí)肖抱，編譯器將檢查是否允許該操作备典。將一個(gè)子類的引用賦給一個(gè)超類變量，編譯器是允許的意述。但將一個(gè)超類的引用賦給一個(gè)子類變量提佣，必須進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，這樣才能通過檢查荤崇。如果試圖在繼承鏈上進(jìn)行向下的類型轉(zhuǎn)換拌屏，并且謊報(bào)有關(guān)對(duì)象包含的內(nèi)容，會(huì)產(chǎn)生ClassCastException異常天试。

• 一個(gè)良好的習(xí)慣槐壳，在進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換時(shí)，先查看一下是否能夠轉(zhuǎn)換成功：
  if(staff[1] instanceof Manager){
  //不可轉(zhuǎn)換便不會(huì)執(zhí)行
  boss = (Manager)staff[1];
  }

• Date c = (Date) staff[1];將會(huì)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤喜每，因?yàn)镈ate不是Employee的子類。

• 綜上：1）只能在繼承層次內(nèi)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換雳攘；2）在將超類轉(zhuǎn)換成子類之前带兜，應(yīng)該使用instanceof進(jìn)行檢查。(實(shí)際上通過類型轉(zhuǎn)換調(diào)整對(duì)象的類型并不是一種好的做法)

.6抽象類

• 如果自下而上在類的繼承層次中上移吨灭，位于上層的類更具有通用性刚照，甚至可能更抽象。從某種角度看喧兄，祖先類更加通用无畔。

• 使用abstract關(guān)鍵詞，使一個(gè)類完全不需要實(shí)現(xiàn)某個(gè)方法吠冤。為了提高清晰度浑彰，包含一個(gè)或多個(gè)抽象方法的類本身必須被聲明為抽象的。除了抽象方法以外拯辙，抽象類還可以包含具體數(shù)據(jù)和具體方法郭变。
  abstract class Person{
  private String name;
  public Person(String n){
  name = n;
  }
  public abstract String getDescription();
  public String getName(){
  return name;
  }
  }

  • Tips：許多程序員認(rèn)為颜价，在抽象類中布恩那個(gè)包含具體方法。建議盡量使用通用的域和方法（不管是否是抽象的）放在超類（不管是否是抽象類）中诉濒。

• 抽象方法充當(dāng)占位的角色周伦，它們的具體實(shí)現(xiàn)在子類中。擴(kuò)展抽象類可以有兩個(gè)選擇：1）在抽象類中定義部分抽象類方法或不定義抽象類方法未荒，這樣就必須將子類也標(biāo)記成為抽象類专挪；2）定義全部的抽象方法，這樣一來子類就不是抽象的了片排。

• 類即使不含抽象方法寨腔，也可以將類聲明為抽象類。抽象類不能被實(shí)例化划纽。也就是說脆侮，如果將一個(gè)類聲明為abstract，就不能創(chuàng)建這個(gè)類的對(duì)象勇劣。但是可以創(chuàng)建一個(gè)具體子類的對(duì)象靖避。需要注意，可以定義一個(gè)抽象類的對(duì)象變量比默，但是它只能引用非抽象子類的對(duì)象幻捏。如：
  Person p = new Student("Vince Vu", "Economics");
  這里的p是一個(gè)抽象類Person的變量，Person引用了一個(gè)非抽象子類Student的實(shí)例命咐。

• 下面通過抽象類Person擴(kuò)展一個(gè)具體子類Student篡九，在該類中的全部方法都是非抽象方法，所以不再是抽象類：
  class Student extends Person{
  private String major;
  public Student(String n, String m){
  super(n);
  major = m;
  }
  public String getDesription(){
  return "A student majoring in " + major;
  }
  }

• 測(cè)試程序清單：
  Person[] people = new Person[2];
  people[0] = new Employee(...);
  people[1] = new Student(...);
  for(Person p : people){
  System.out.println(p.getName()+","+p.getDescription());
  }
  由于不能構(gòu)造抽象類Person的對(duì)象醋奠，所以變量永遠(yuǎn)不會(huì)引用Person對(duì)象榛臼，而是引用諸如Employee或Student這樣的具體子類對(duì)象，而這些對(duì)象中都定義了getDescription方法窜司。如果不聲明抽象方法沛善，則無法使用p調(diào)用方法，

.7受保護(hù)訪問

• 有些時(shí)候塞祈，人們希望超類中的某些方法允許被子類訪問金刁，或允許子類的方法訪問超類的某個(gè)域。為此议薪，需要將這些方法和域聲明為protected尤蛮。在實(shí)際使用中，要謹(jǐn)慎使用protected屬性斯议，否則會(huì)違背OOP的數(shù)據(jù)封裝原則产捞。聲明為protected的方法，只能被子類調(diào)用捅位，其他類無法使用轧葛。例搂抒，Object類中的clone方法。
• 控制可見性的訪問修飾符：
  • 僅對(duì)本類可見————private
  • 對(duì)所有類可見————public
  • 對(duì)本包和所有子類可見————protected
  • 對(duì)本包可見————默認(rèn)尿扯，無需修飾符

5.2 Object：所有類的超類

• Object類是Java中的所有類的始祖求晶，在Java中每個(gè)類都是由它擴(kuò)展而來的≈运瘢可以使用Object類型的變量引用類型的對(duì)象：
  Object obj = new Employee("Harry", 35000);
  當(dāng)然芳杏，Object類型的變量只能用于作為各種值得通用持有者。要想對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行具體的操作辟宗，還需要清楚對(duì)象的原始類型爵赵，并進(jìn)行相應(yīng)的類型轉(zhuǎn)換：
  Employee e = (Employee) obj;
  在Java中，只有基本類型(primitive types)不是對(duì)象泊脐，例如空幻，數(shù)值、字符和布爾類型的值都不是對(duì)象容客。所有的數(shù)組類型秕铛，不管是對(duì)象數(shù)組還是基本類型的數(shù)組都擴(kuò)展于Object類。

.1equals方法

• Object類中的equals方法用于檢測(cè)一個(gè)對(duì)象是否等于另一個(gè)對(duì)象缩挑。這個(gè)方法將判斷兩個(gè)對(duì)象是否具有相同的引用但两，似乎合情合理，然而對(duì)于多數(shù)類來說供置，這種判斷并沒有什么意義谨湘。如果兩個(gè)對(duì)象的狀態(tài)相等，就認(rèn)為這兩個(gè)對(duì)象是相等的芥丧。利用下面這個(gè)示例演示equals方法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制：
  class Employee{
  ...
  public boolean equals(Object otherObject){
  //a quick test to see if the objects are identical
  if(this == otherObject) return true;

            //must return false if the explicit parameter is null
            if(otherObject == null) return false;
  
            //if the classes don't match, they can't be equal
            if(getClass() != otherObject.getClass())
                return false;
  
            //now we know otherObject is a non-null Employee
            Employee other = (Employee)otehrObject;
  
            //test whether the fields have identical values
            return name.equals(other.name)
                && salary == other.salary
                && hireDay.equals(other.hireDay);
        }
    }
  

getClass方法返回一個(gè)對(duì)象所屬的類紧阔。

• Tips：為了防備name或hireDay可能為null的情況，需要使用Objects.equals方法续担。如果兩個(gè)參數(shù)都為null寓辱，Objects.equals(a,b)調(diào)用將返回ture；如果其中一個(gè)參數(shù)為null赤拒，則返回false；否則诱鞠，如果兩個(gè)參數(shù)都不為null挎挖，則調(diào)用a.equals(b)。利用這個(gè)方法航夺，最后一句要改寫為：
  return Objects.equals(name, other.name)
  && salary == other.salary
  && Objects.equals(hireDay, other.hireDay);

• 在子類中定義equals方法時(shí)蕉朵，首先調(diào)用超類的equals。如果檢測(cè)失敗阳掐，對(duì)象就不可能相等始衅。如果超類中的域都相等冷蚂，就需要比較子類中的實(shí)例域。
  class Manager extends Employee{
  ...
  public boolean equals(Object otherObject){
  if(!super.equals(otherObject)) return false;
  //super.equals checked that this and otherObject belong to the same class
  Manager other = (Manager)otherObject;
  return bonus == other.bonus;
  }
  }

.2相等測(cè)試與繼承

• 如果隱式和顯式的參數(shù)不屬于同一個(gè)類汛闸，equals方法將如何處理呢蝙茶？這是一個(gè)很有爭議的問題。在前面的例子中诸老，如果發(fā)現(xiàn)類型不匹配隆夯，equals方法就返回false。但是很多程序員卻喜歡使用instanceof進(jìn)行檢測(cè)：
  if(!(otherObject instanceof Employee)) return false;
  這樣做不經(jīng)沒有解決otherObject是子類的情況别伏，并且還有可能招致一些麻煩蹄衷。Java語言規(guī)范要求equals方法具有以下特性：
  • 1）自反性：對(duì)于任何非空引用x，x.equals(x)應(yīng)該返回true
  • 2）對(duì)稱性：對(duì)于任何引用x和y厘肮，并且僅當(dāng)y.equals(x)返回true愧口，x.equals(y)也應(yīng)該返回true
  • 3）傳遞性：對(duì)于任何引用x、y和z类茂，如果x.equals(y)返回true耍属，y.equals(z)返回true，x.equals(z)也應(yīng)該返回true
  • 4）一致性：如果x和y引用的對(duì)象沒有發(fā)生變化大咱，反復(fù)調(diào)用x.equals(y)應(yīng)該返回同樣的結(jié)果
  • 5）對(duì)于任意非空引用x恬涧，x.equals(null)應(yīng)該返回false
• 這些規(guī)則似乎合情合理，但還是有一些特殊情況碴巾。就對(duì)稱性來說溯捆，但當(dāng)參數(shù)不屬于同一個(gè)類的時(shí)候需要仔細(xì)地思考一下∠闷埃考慮這個(gè)調(diào)用：e.equals(m);提揍。這里的e是一個(gè)Employee對(duì)象，m是一個(gè)Manager對(duì)象煮仇，并且兩個(gè)對(duì)象具有相同的姓名劳跃、薪水和雇傭日期。如果在Employee.equals中用instanceof檢測(cè)浙垫，則返回true刨仑。然而當(dāng)調(diào)用：m.equals(e);也需要返回true。對(duì)稱性不允許這個(gè)方法調(diào)用返回false夹姥，或者拋出異常杉武。這就使得Manager類受到了束縛，這個(gè)類的equals方法必須能夠用自己與任何一個(gè)Employee對(duì)象進(jìn)行比較辙售，而不必考慮經(jīng)理擁有的那部分特有的信息轻抱。
• 可以從兩個(gè)截然不同的情況看一下這個(gè)問題：

  • 如果子類能夠擁有自己的相等概念，則對(duì)稱性需求將強(qiáng)制采用getClass進(jìn)行檢測(cè)

  • 如果由超類決定相等的概念旦部，那么就可以使用instanceof進(jìn)行檢測(cè)祈搜，這樣可以在不同子類的對(duì)象之間進(jìn)行相等的比較

  • Tips：在Java庫中包含150多個(gè)equals方法的實(shí)現(xiàn)较店，包括使用instanceof檢測(cè)、調(diào)用getClass檢測(cè)容燕、捕獲ClassCastException或者什么也不做梁呈。好像陷入了一種困境。

  • 下面給出編寫一個(gè)完美的equals方法的建議：

    • 1）顯式參數(shù)命名為otherObject缰趋，稍后需要將它轉(zhuǎn)換成另一個(gè)叫做other的變量
    • 2）檢測(cè)this與otherObject是否引用同一個(gè)對(duì)象：
      if(this == otherObject) return true;
      這條語句只是一個(gè)優(yōu)化捧杉。實(shí)際上，這是一種經(jīng)常采用的形式秘血。因?yàn)橛?jì)算這個(gè)等式要比一個(gè)一個(gè)地比較類中的域所付出的代價(jià)小得多
    • 3）檢測(cè)otherObject是否為null味抖，如果為null，則返回false灰粮。這項(xiàng)檢查時(shí)很必要的仔涩。
      if(otherObject == null) return false;
    • 4）比較this與otherObject是否屬于同一個(gè)類。如果equals的語義在每個(gè)子類中有所改變粘舟，就使用getClass檢測(cè)：
      if(getClass() != otherObject.getClass()) return false;
      如果所有的子類都擁有統(tǒng)一的語義熔脂，就使用instanceof檢測(cè)
      `if(!(otherObject instanceof ClassName)) return false;
    • 5）將otherObject轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的類類型變量：
      ClassName other = (ClassName) otherObject;
    • 6）現(xiàn)在開始對(duì)所有需要比較的域進(jìn)行比較了。使用==比較基本類型域柑肴，使用equals比較對(duì)象域霞揉。如果所有的域都匹配，就返回true晰骑；否則返回false适秩。
      return field1 == other.field1
      && Object.equals(field2, other.field2)
      && ...;
      如果在子類中重新定義equals，就要在其中包含調(diào)用super.equals(other)硕舆。
    • Tips：對(duì)于數(shù)組類型的域秽荞，可以使用靜態(tài)的Arrays.equals方法檢測(cè)相應(yīng)的數(shù)組元素是否相等

.3hashCode方法

• 散列碼（hash code）是由對(duì)象導(dǎo)出的一個(gè)整數(shù)值。散列碼是沒有規(guī)律的抚官。如果x和y是兩個(gè)不同的對(duì)象扬跋，x.hashCode()與y.hashCode()基本不會(huì)相同。

• String類使用下列算法計(jì)算散列碼：
  int hash = 0;
  for(int i=0; i<length(); i++){
  hash = 31*hash + charAt(i);
  }

• 由于hashCode方法定義在Object類中凌节，因此每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)默認(rèn)的散列碼钦听，其值為對(duì)象的存儲(chǔ)地址。例：
  String s = "OK";
  StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
  System.out.println(s.hashCode()+" "+sb.hashCode());
  String t = new String("OK");
  StringBuilder tb = new StringBuilder(t);
  System.out.println(t.hasCode()+" "+tb.hashCode());

  對(duì)象	散列碼
  s	256
  sb	20526976
  t	256
  tb	20527144

注意倍奢，字符串s與t擁有相同的散列碼彪见，這是因?yàn)樽址纳⒘写a是由內(nèi)容導(dǎo)出的。而字符串緩沖sb與tb卻有著不用的散列碼娱挨，這是因?yàn)樵赟tringBuffer類中沒有定義hashCode方法，它的散列碼是由Object類的默認(rèn)hashCode方法導(dǎo)出的對(duì)象存儲(chǔ)地址捕犬。

• 如果重新定義equals方法跷坝，就必須重新定義hashCode方法酵镜，以便用戶可以將對(duì)象插入散列表中。
• hashCode方法應(yīng)該返回一個(gè)整型數(shù)值（也可以是負(fù)數(shù)）柴钻，并合理地組合實(shí)例域的散列碼淮韭，以便能能夠讓各個(gè)不同的對(duì)象產(chǎn)生的散列碼更加均勻。
• 在Java7中還可以做兩個(gè)改進(jìn)贴届。首先靠粪，最好使用null安全的方法Objects.hashCode。如果其參數(shù)為null毫蚓，這個(gè)方法會(huì)返回0占键，否則返回對(duì)參數(shù)調(diào)用hashCode的結(jié)果。還有更好的做法元潘，需要組合多個(gè)散列值時(shí)畔乙，可以調(diào)用Objects.hash并提供多個(gè)參數(shù)。這個(gè)方法會(huì)對(duì)各個(gè)參數(shù)調(diào)用Objects.hashCode翩概，并組合這些散列值牲距。
• Equals與hashCode的定義必須一致：如果x.equals(y)返回true，那么x.hashCode()就必須與y.hashCode()具有相同的值钥庇。
  • Tips：如果存在數(shù)組類型的域牍鞠，那么可以使用靜態(tài)的Arrays.hashCode方法計(jì)算一個(gè)散列碼，這個(gè)散列碼由數(shù)組元素的散列碼組成评姨。

.4toString方法

• 用于返回表示對(duì)象值的字符串难述。絕大多數(shù)（但不是全部）的toString方法都遵守這樣的格式：類的名字，隨后是一對(duì)方括號(hào)括起來的域值参咙。下面是Employee類中的toString方法的實(shí)現(xiàn)：
  public String toString(){
  return "Employee[name="+name
  +",salary="+salary
  +",hireDay="+hireDay
  +"]";
  }
  實(shí)際上龄广，還可以設(shè)計(jì)得更好一些。最好通過調(diào)用getClass().getName()獲得類名的字符串蕴侧，而不要類名硬加到toString方法中择同。
  public String toString(){
  return getClass().getName()
  +"[name="+name
  +",salary="+salary
  +",hireDay="+hireDay
  +"]";
  }

• toString方法也可以供子類調(diào)用。如果超類使用了getClass().getName()净宵，那么子類只要調(diào)用super.toString()就可以了敲才。例如，下面是Manager類中的toString方法：
  Class Manager extends Employee{
  ...
  public String toString(){
  return super.toString()
  +"[bonus="+bonus
  +"]";
  }
  }

• 隨處可見toString方法的主要原因是：只要對(duì)象與一個(gè)字符串通過操作符“+”連接起來择葡，Java編譯就會(huì)自動(dòng)調(diào)用toString方法紧武，以便獲得這個(gè)對(duì)象的字符串描述。例如：
  Point p = new Point(10, 20);
  String message = "The current position is "+p;
  //automatically invokes p.toString()

  • Tips:在調(diào)用x.toString()的地方可以用""+x替代敏储。這條語句是將一個(gè)空字符串與x的字符串表示相連接阻星。這里的x就是x.toString()。與toString不同的是，如果x是基本類型妥箕，這條語句照樣能夠執(zhí)行滥酥。如果x是任意一個(gè)對(duì)象，并調(diào)用System.out.println(x);畦幢，println方法就會(huì)直接地調(diào)用x.toString()坎吻，并打印輸出得到的字符串。

• Object類定義了toString方法宇葱，用來打印輸出對(duì)象所屬的類名和散列碼瘦真。例如，調(diào)用
  System.out.println(System.out);黍瞧，將輸出：java.io.PrintStream@2f6684诸尽。之所以得到這樣的結(jié)果是因?yàn)镻rintStream類的設(shè)計(jì)者沒有覆蓋toString方法。

  • warning：令人煩惱的是雷逆，數(shù)組繼承了Object類的toString方法弦讽，數(shù)組類型將按照舊的格式打印。例如：
    int[] luckyNumbers = {2,3,5,7,11,13};
    String s = ""+luckyNumbers;
    生成字符串“[I@1a46e30"(前綴[I表明是一個(gè)整型數(shù)組)膀哲。修正的方式是調(diào)用靜態(tài)方法Arrays.toString往产。代碼：
    String s = Arrary.toString(luckyNumber);
    將生成字符串”[2,3,5,7,11,13]"。想要打印多維數(shù)組（即某宪，數(shù)組的數(shù)組）則需要調(diào)用Arrays.deepToString方法仿村。

• toString方法是一種非常有用的調(diào)試工具。在標(biāo)準(zhǔn)類庫中兴喂，許多類都定義了toString方法蔼囊，以便用戶能夠獲得一些有關(guān)對(duì)象狀態(tài)的必要信息。（之后會(huì)有Log的介紹衣迷。）

  • Tips：強(qiáng)烈建議為自定義的每一個(gè)類增加toString方法畏鼓。這樣做不僅自己受益，而且所有使用這個(gè)類的程序員也會(huì)從日志記錄中受益匪淺壶谒。

5.3泛型數(shù)組列表

• 在許多語言中云矫，必須在編譯時(shí)就確定整個(gè)數(shù)組的大小。在Java中情況就好多了汗菜。它允許在運(yùn)行時(shí)確定數(shù)組的大小让禀。
  int actualSize = ...;
  Employee[] staff = new Employee[actualSize];
  當(dāng)然，這段代碼并沒有完全解決運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)更改數(shù)組的問題陨界。一旦確定了數(shù)組的大小巡揍，改變它就太不容易了。在Java中菌瘪，解決這個(gè)問題最簡單的方法是使用Java中另一個(gè)被稱為ArrayList的類腮敌。它使用起來有點(diǎn)像數(shù)組，但在添加或刪除元素時(shí)，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)組容量的功能缀皱，而不需要為此編寫任何代碼斗这。

• ArrayList是一個(gè)采用類型參數(shù)(type parameter)的泛型類(generic class)。為了指定數(shù)組列表保存的元素對(duì)象類型啤斗，需要用一對(duì)尖括號(hào)將類名括起來加在后面。例如：ArrayList<Employee>赁咙。

• 聲明和構(gòu)造一個(gè)保存Employee對(duì)象的數(shù)組列表：
  ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<Employee>();
  兩邊都使用類型參數(shù)Employee钮莲，有些繁瑣。Java7中彼水，可以省去右邊的類型參數(shù)：
  ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>();
  這被稱為“菱形”語法崔拥，因?yàn)榭占饫ㄌ?hào)<>就像一個(gè)菱形跃巡〗嶂矗可以結(jié)合new操作符使用菱形語法读整。編譯器會(huì)檢查新值是什么菌羽。如果賦值給一個(gè)變量声邦，或者傳遞到某個(gè)方法炒辉，或者從某個(gè)方法返回旋圆，編譯器會(huì)檢查這個(gè)變量
  起愈、參數(shù)或者方法的泛型類型拥峦，然后將這個(gè)類型放在<>中贴膘。

  • Tips：Java SE5.0以前的版本沒有提供泛型類，而是有一個(gè)ArrayList類略号，其中保存類型為Object元素刑峡，它是“自適應(yīng)大小”的集合。如果一定要使用老版本Java玄柠，則需要?jiǎng)h掉所有的后綴<...>突梦。在新版中，沒有后綴的ArrayList會(huì)被認(rèn)為是一個(gè)刪除了類型參數(shù)的“原始”類型羽利，仍然可以使用宫患。

• 使用add方法可以將元素添加到數(shù)組列表中去。例如铐伴，下面展示了如何將雇員對(duì)象添加到數(shù)組列表中的方法：
  staff.add(new Employee("Harry", ...));
  staff.add(new Employee("Tony", ...));
  數(shù)組列表管理著對(duì)象引用的一個(gè)內(nèi)部數(shù)組撮奏。最終，數(shù)組的全部空間有可能被用盡当宴。這就顯現(xiàn)出數(shù)組列表的操作魅力：如果調(diào)用add且內(nèi)部數(shù)組已經(jīng)滿了畜吊，數(shù)組列表就將自動(dòng)地創(chuàng)建一個(gè)更大的數(shù)組，并且將所有的對(duì)象從較小數(shù)組中拷貝到較大數(shù)組中户矢。

• 如果足夠清楚數(shù)組可能存儲(chǔ)的元素?cái)?shù)量玲献，就可以在填充數(shù)組之前調(diào)用ensureCapacity方法：staff.ensureCapacity(100);，這個(gè)方法將分配一個(gè)包含100個(gè)對(duì)象的內(nèi)部數(shù)組。然后至多調(diào)用100次add捌年，而不用重新分配空間瓢娜。

• 另外，還可以把初始容器傳遞給ArrayList構(gòu)造器：
  ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>(100);

  • Warning：分配數(shù)組列表：new ArrayList<>(100);//capacity is 100礼预，它與為新數(shù)組分配空間有所不同：new Employee[100];//size is 100
    數(shù)組列表的容量與數(shù)組的大小有一個(gè)非常重要的區(qū)別眠砾。如果為數(shù)組分配100個(gè)元素的存儲(chǔ)空間，數(shù)組就有100個(gè)空位置可以使用托酸。而容量為100個(gè)元素的數(shù)組列表只是擁有保存100個(gè)元素的潛力（實(shí)際上重新分配空間的話褒颈，將會(huì)超過100），但是在最初励堡，甚至是完成初始化構(gòu)造之后谷丸，數(shù)組列表根本就不含任何元素。

• size方法將返回?cái)?shù)組列表中包含的實(shí)際元素?cái)?shù)目应结。例如：staff.size();刨疼，將返回staff數(shù)組列表的當(dāng)前元素?cái)?shù)量，它等價(jià)于數(shù)組a的a.length鹅龄。

• 一旦能夠確認(rèn)數(shù)組列表的大小不再發(fā)生變化揩慕，就可以調(diào)用trimToSize方法。這個(gè)方法將存儲(chǔ)區(qū)域的大小調(diào)整為當(dāng)前元素所需要的存儲(chǔ)空間數(shù)目砾层。垃圾回收器將回收多余的存儲(chǔ)空間漩绵。一旦整理了數(shù)組列表的大小，添加新元素就需要花時(shí)間再次移動(dòng)存儲(chǔ)塊肛炮，所以應(yīng)該在確認(rèn)不會(huì)添加任何元素時(shí)止吐，再調(diào)用trimToSize。

.1訪問數(shù)組列表元素

• 數(shù)組列表自動(dòng)擴(kuò)展容量的便利增加了訪問元素語法的復(fù)雜程度侨糟。其原因是ArrayList類并不是Java程序設(shè)計(jì)語言的一部分碍扔，它只是一個(gè)由某些人編寫且被放在標(biāo)準(zhǔn)庫中的一個(gè)實(shí)用類

• 使用get和set方法實(shí)現(xiàn)訪問或改變數(shù)組元素的操作，而不使用數(shù)組中的[]語法格式秕重。例如不同，要設(shè)置第i個(gè)元素，可以使用：staff.set(i, harry);溶耘， 等價(jià)于對(duì)數(shù)組a的元素賦值（下標(biāo)從0開始）二拐，a[i] = harry;。

  • Tips：只有i小于或等于數(shù)組列表的大小時(shí)凳兵，才能夠調(diào)用list.set(i,x)百新。例如，下面這段代碼是錯(cuò)誤的：
    ArrayList<Employee> list = new ArrayList<>(100);//capacity is 100,size 0
    list.set(0,x);//no element 0 yet
    使用add方法為數(shù)組添加新元素庐扫，而不要使用set方法饭望，它只能替換數(shù)組中已經(jīng)存在的元素內(nèi)容仗哨。

• 使用：Employee e = staff.get(i);，獲得數(shù)組列表的元素铅辞，等價(jià)于：Employee e = a[i];厌漂。

  • Tips：沒有泛型類時(shí)，原始的ArrayList類提供的get方法別無選擇只能返回Object斟珊，因此苇倡，get方法的調(diào)用者必須對(duì)返回值進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換：Employee e = (Employee)staff.get(i);。原始的ArrayList存在一定的危險(xiǎn)性囤踩。它的add和set方法允許接受任意類型的對(duì)象雏节。對(duì)于這個(gè)調(diào)用：staff.set(i, new Date());，編譯不會(huì)給出任何警告高职，只有在檢索對(duì)象并試圖對(duì)它進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換時(shí)，才會(huì)發(fā)現(xiàn)有問題辞州。如果使用ArrayList<Employee>怔锌，編譯器就會(huì)檢測(cè)到這個(gè)錯(cuò)誤。

• 該技巧可以一舉兩得变过，既可以靈活地?cái)U(kuò)展數(shù)組埃元，又可以方便地訪問數(shù)組元素。首先媚狰，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組岛杀，并添加所有的元素。
  ArrayList<x> list = new ArrayList<>();
  while(...){
  x=...;
  list.add(x);
  }
  執(zhí)行完上述操作后崭孤，使用toArray方法將數(shù)組元素拷貝到一個(gè)數(shù)組中类嗤。
  x[] a = new X[list.size()];
  list.toArray(a);
  除了在數(shù)組列表的尾部追加元素之外，還可以在數(shù)組列表的中間插入元素辨宠，使用帶索引參數(shù)的add方法遗锣。
  int n = staff.size()/2;
  staff.add(n, e);
  為了插入一個(gè)新元素，位于n之后的所有元素都要向后移動(dòng)一個(gè)位置嗤形。如果插入新元素后精偿，數(shù)組列表的大小超過了容量，數(shù)組列表就會(huì)被重新分配存儲(chǔ)空間赋兵。同樣的笔咽，可以從數(shù)組列表中刪除一個(gè)元素：
  Employee e = staff.remove(n);
  位于這個(gè)之后的所有元素都向前移動(dòng)一個(gè)位置，并且對(duì)數(shù)組的大小減1霹期。對(duì)數(shù)組實(shí)施插入和刪除元素的操作其效率比較低叶组。對(duì)于小型數(shù)組來說，這一點(diǎn)不必?fù)?dān)心经伙。但如果數(shù)組存儲(chǔ)的元素比較多扶叉，又經(jīng)常需要在中間位置插入勿锅、刪除元素，就應(yīng)該考慮使用鏈表了枣氧。這將在之后討論溢十。

• 使用“for each”循環(huán)遍歷數(shù)組列表：
  for(Employee e : staff){
  do something with e
  }
  和for(int i=0; i<staff.size(); i++)效果相同。

.2類型化與原始數(shù)組列表的兼容性

• 假設(shè)有遺留代碼：
  public class EmployeeDB{
  public void update(ArrayList list){...}
  public ArrayList find(String query){...}
  }
  可以將一個(gè)類型化的數(shù)組列表傳遞給update方法达吞，而不需要進(jìn)行任何類型轉(zhuǎn)換张弛。
  ArrayList<Employee> staff = ...;
  employeeDB.update(staff);
  也可以將staff對(duì)象傳遞給update方法。

  • Warning：盡管編譯器沒有給出任何錯(cuò)誤信息或警告酪劫，但是這樣調(diào)用并不太安全吞鸭。在update方法中，添加到數(shù)組列表中的元素可能不是Employee類型覆糟。在對(duì)這些元素進(jìn)行檢索時(shí)就會(huì)出現(xiàn)異常刻剥。聽起來似乎很嚇人，但思考一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)滩字。這與在Java中增加泛型之前就是一樣的造虏。虛擬級(jí)的完整性絕對(duì)沒有受到威脅。在這種情形之下麦箍，既沒有降低安全性漓藕，也沒有受益于編譯時(shí)的檢查。

• 相反的挟裂，將一個(gè)原始ArrayList賦值給一個(gè)類型化ArrayList會(huì)得到一個(gè)警告享钞。
  ArrayList<Employee> result = employeeDB.find(query);//yields warning
  使用類型轉(zhuǎn)換并不能避免出現(xiàn)警告。
  ArrayList<Employee> result = (ArrayList<Employee>)employeeDB.find(query);
//yields another warning
  這樣將會(huì)得到另一個(gè)警告信息诀蓉，被告知類型轉(zhuǎn)換有誤栗竖。

• 這就是Java中不盡如人意的參數(shù)類型的限制所帶來的結(jié)果。這時(shí)候不要做什么交排，確定不會(huì)造成嚴(yán)重的后果就可以了划滋。

5.4 對(duì)象包裝器與自動(dòng)裝箱

• 有時(shí)，需要將int這樣的基本類型對(duì)象轉(zhuǎn)換為對(duì)象埃篓。所有的基本類型都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的類处坪。例如，Integer類對(duì)應(yīng)基本類型int架专。通常同窘，這些類稱為包裝器（wrapper）。這些對(duì)象包裝器類擁有很鮮亮的名字：Integer部脚、Long想邦、Float、Double委刘、Short丧没、Byte鹰椒、Character、Void和Boolean（前6個(gè)派生域公共的超類Number）呕童。對(duì)象包裝器類是不可變的漆际，即一旦構(gòu)造了包裝器，就不允許更改包裝在其中的值夺饲。同時(shí)奸汇，對(duì)象包裝器還是final，因此它們不可以定義子類往声。

• 假設(shè)想定義一個(gè)整型數(shù)組列表擂找。而尖括號(hào)中的類型參數(shù)不允許是基本類型。也就是說浩销，不允許寫成ArrayList<int>贯涎。這里就用到了Integer對(duì)象包裝器類。
  ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

• Java SE5.0之后的另一個(gè)改進(jìn)之處是更加便于添加或獲得數(shù)組元素慢洋。這個(gè)調(diào)用：list.add(3);將自動(dòng)得變成為list.add(Integer.valueOf(3));柬采，這種變換被稱為自動(dòng)裝箱（autoboxing）。相反地且警，當(dāng)將一個(gè)Integer對(duì)象賦值給一個(gè)int值，將會(huì)自動(dòng)地拆箱礁遣。也就是說斑芜，編譯器將語句；int n = list.get(i);翻譯成
  int n = list.get(i).intValue();祟霍。

• 甚至在算術(shù)表達(dá)式中也能夠自動(dòng)地裝箱和拆箱杏头。例如，可以將自增操作符應(yīng)用于一個(gè)包裝器引用：
  Integer n = 3;
  n++;
  編譯器將自動(dòng)地插入一條對(duì)象拆箱的指令沸呐，然后進(jìn)行自增計(jì)算醇王，最后再將結(jié)果裝箱。

• 在很多情況下崭添，容易有一種假象寓娩，即基本類型與它們的對(duì)象包裝器是一樣的，只是它們的相等性不同呼渣。==運(yùn)算符也可以應(yīng)用于對(duì)象包裝器對(duì)象棘伴，只不過檢測(cè)的是對(duì)象是否指向同一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，因此屁置，下面的比較通常不會(huì)成立：
  Integer a = 1000;
  Integer b = 1000;
  if(a == b)...
  然而焊夸，Java實(shí)現(xiàn)卻可能（may）讓它成立。如果經(jīng)常出現(xiàn)的值包裝到同一個(gè)對(duì)象中蓝角，這種比較就有可能成立阱穗。這種不確定的結(jié)果并不是我們希望的饭冬，解決這個(gè)問題的辦法是在兩個(gè)包裝器對(duì)象比較時(shí)調(diào)用equals方法。

  • Tips：自動(dòng)裝箱規(guī)范要求boolean揪阶、byte昌抠、char<=127，介于-128~127之間的short和int被包裝到固定的對(duì)象中遣钳。例如扰魂，如果前面的例子中將a和b初始化為100，對(duì)它們進(jìn)行比較的結(jié)果一定成立蕴茴。

• 最后強(qiáng)調(diào)一下劝评，拆箱和裝箱是編譯器認(rèn)可的，而不是虛擬機(jī)倦淀。編譯器在生成類的字節(jié)碼時(shí)蒋畜，插入必要的方法調(diào)用。虛擬機(jī)只是執(zhí)行這些字節(jié)碼撞叽。使用數(shù)值對(duì)象包裝器還有另外一個(gè)好處姻成。可以將某些基本方法放置在包裝器中愿棋，例如科展，將一個(gè)數(shù)字字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值】酚辏可以使用：int x = Integer.parseInt(s);才睹，這與Integer對(duì)象沒有任何關(guān)系，parseInt是一個(gè)靜態(tài)方法甘邀。

  • 包裝器類不可以實(shí)現(xiàn)修改參數(shù)值的方法琅攘，原理同第4章中的值傳遞。

5.5 參數(shù)數(shù)量可變的方法

• Java SE 5.0以前的版本中松邪，每個(gè)Java方法都有固定數(shù)量的參數(shù)坞琴。然而，現(xiàn)在的版本提供了可以用個(gè)可變的參數(shù)數(shù)量調(diào)用的方法（有時(shí)稱為”變參“方法）逗抑。

• printf方法的定義是這樣的：
  public class PrintStream{
  public PrintStream print(String fmt, Object...args){return format(fmt,args);}
  }
  這里的省略號(hào)...是Java代碼的一部分剧辐，它表明這個(gè)方法可以接收任意數(shù)量的對(duì)象（除fmt參數(shù)之外）。實(shí)際上邮府，printf方法接收兩個(gè)參數(shù)浙于，一個(gè)是格式字符串，另一個(gè)是Object[]數(shù)組挟纱，其中保存著所以參數(shù)（如果調(diào)用者提供的是整型數(shù)組或者是其他基本類型的值羞酗，自動(dòng)裝箱功能將把它們轉(zhuǎn)換成對(duì)象）。現(xiàn)在將掃描fmt字符串紊服，并將第i個(gè)格式說明符域arg[i]的值匹配起來檀轨。換句話說胸竞，對(duì)于printf的實(shí)現(xiàn)者來說，Object...參數(shù)類型與Object[]完全一樣参萄。

• 編譯器需要對(duì)printf的每次調(diào)用進(jìn)行轉(zhuǎn)換卫枝，以便將參數(shù)綁定到數(shù)組上，并在必要的時(shí)候進(jìn)行自動(dòng)裝箱：
  System.out.printf("%d %s", new Object[]{new Integer(n), "widgets"});
  用戶自己也可以定義可變參數(shù)的方法讹挎，并將參數(shù)指定為任意類型校赤，甚至是基本類型。下面是一個(gè)簡單的示例：其功能為計(jì)算若干個(gè)數(shù)值的最大值筒溃。
  public static double max(double...values){
  double largest Double.MIN_VALUE;
  for(double v : values) if (v > largest) largest = v;
  return largest;
  }
  可以這樣調(diào)用這個(gè)方法：double m = max(3.1, 40.4, -5);马篮，編譯器將new double[]{3.1, 40.4, -5}傳遞給max方法。

5.6 枚舉類

• 例：public enum Size {SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE};怜奖，實(shí)際上浑测，這個(gè)聲明定義的類型是一個(gè)類，它剛好有4個(gè)實(shí)例歪玲，在此盡量不要構(gòu)造新對(duì)象迁央。因此，在比較兩個(gè)枚舉類型的值時(shí)滥崩，永遠(yuǎn)不需要調(diào)用equals岖圈，直接使用“==”就可以了。

• 如果需要的話钙皮，可以在枚舉類型中添加一些構(gòu)造器幅狮、方法和域。當(dāng)然株灸，構(gòu)造器只是在構(gòu)造枚舉常量的時(shí)候被調(diào)用。下面是一個(gè)示例：
  public enum Size{
  SMALL("S"),MEDIUM("M"),LARGE("L"),EXTRA_LARGE("XL");
  private String addreviation;
  private Size(String addreviation){this.addreviation = addreviation;}
  public String getAddreviation(){return addreviation;}
  }

• 所有的枚舉類都是Enum類的子類擎值。它們繼承了這個(gè)類的許多方法慌烧。其中最實(shí)用的是toString，這個(gè)方法能夠返回枚舉類常量名鸠儿。例如屹蚊，Size.SMALL.toString()將返回字符串“SMALL”。

• toString方法的逆方法是靜態(tài)方法valueOf进每。例如汹粤，語句：
  Size s = Enum.valueOf(Size.class, "SMALL");，將s設(shè)置成Size.SMALL田晚。

• 每個(gè)枚舉類型都有一個(gè)靜態(tài)的values方法嘱兼，它將返回一個(gè)包含全部枚舉類型值的數(shù)組。例如：
  Size[] values = Size.values();贤徒，將返回包含元素Size.SMALL芹壕，Size.MEDIUM汇四，Size.LARGE，Size.EXTRA_LARGE的數(shù)組踢涌。

• ordinal方法返回enum聲明中枚舉常量的位置通孽，位置從0開始計(jì)數(shù)。例如：
  Size.MEDIUM.ordinal()返回1睁壁。