改善Java代碼的八個(gè)建議
前言
Java是一門(mén)優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，針對(duì)遇到同樣的一個(gè)問(wèn)題會(huì)有很多中解法，但是哪種實(shí)現(xiàn)方法是最優(yōu)的或近似最優(yōu)的，就需要不斷的探究JDK的底層原理。本文針對(duì)提出了一些改善Java的小建議。希望可以為大家在平時(shí)的開(kāi)發(fā)實(shí)踐中提供一些小幫助。
用整數(shù)處理貨幣
大家考慮以下代碼輸出的值是多少？
public static void main(String[] args) {
System.out.println(10.00-9.60);
}實(shí)際結(jié)果： 0.40000000000000036
原因:
計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)有可能是不準(zhǔn)確的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)規(guī)則導(dǎo)致的。 0.4的二進(jìn)制是：0.0110……乘2取整，順序排列
解決方案：
- 使用BigDecimal
- 使用整型（把參與運(yùn)算的值擴(kuò)大100倍，并轉(zhuǎn)為整型，然后在展現(xiàn)時(shí)再縮小100倍，這樣處理的好處是計(jì)算簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確，一般在非金融行業(yè)(如零售行業(yè))應(yīng)用較多）
根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)）規(guī)定，任何一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)NUM的二進(jìn)制數(shù)可以寫(xiě)為：
NUM = (-1) ^ S * M * 2 ^ E;//(S表示符號(hào)，E表示階乘，M表示有效數(shù)字)
①當(dāng)S為0時(shí)，表示一個(gè)正數(shù)；當(dāng)S為1時(shí)，表示一個(gè)負(fù)數(shù)
②M表示有效數(shù)字，1<= M <2
③2^E表示指數(shù)
比如十進(jìn)制的3.0，二進(jìn)制就是0011.0 就可以寫(xiě)成（-1）^ 0 * 1.1 * 2 ^ 1
在比如十進(jìn)制的-3.0，二進(jìn)制就是-0011.0 就可以寫(xiě)成（-1）^ 1 * 1.1 * 2 ^ 1
而規(guī)定float類(lèi)型有一個(gè)符號(hào)位（S），有8個(gè)指數(shù)位（E），和23個(gè)有效數(shù)字位（M）
double類(lèi)型有一個(gè)符號(hào)位（S），有11個(gè)指數(shù)位（E），和52個(gè)有效數(shù)字位（M）
邊界值校驗(yàn)
public class Demo {
// 一個(gè)會(huì)員擁有產(chǎn)品的最多數(shù)量
public final static int LIMIT = 2000;
public static void main(String[] args) {
// 會(huì)員當(dāng)前用有的產(chǎn)品數(shù)量
int cur = 1000;
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("請(qǐng)輸入需要預(yù)定的數(shù)量：");
while (input.hasNextInt()) {
int order = input.nextInt();
if (order > 0 && order + cur <= LIMIT) {
System.out.println("你已經(jīng)成功預(yù)定：" + order + " 個(gè)產(chǎn)品");
} else {
System.out.println("超過(guò)限額，預(yù)定失敗！");
}
}
}
}原因：
數(shù)字越界使校驗(yàn)條件失效，輸入2147483647的邊界值
建議：
如果一個(gè)方法接收的是int類(lèi)型的參數(shù)，那么以下三個(gè)值是必須測(cè)試的：
- 0
- 正最大
- 負(fù)最小 其中正最大、負(fù)最小是邊界值
提防包裝類(lèi)型的null值
public static int testMethod(List<Integer> list) {
int count = 0;
for (int i : list) {
count += i;
}
return count;
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(null);
System.out.println(testMethod(list));
}原因：
在程序for循環(huán)中，隱含了一個(gè)拆箱過(guò)程，在此過(guò)程中包裝類(lèi)型轉(zhuǎn)換為了基本類(lèi)型。我們知道拆箱過(guò)程是通過(guò)調(diào)用包裝對(duì)象的intValue方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于包裝類(lèi)型為null，訪問(wèn)其intValue方法報(bào)空指針異常就在所難免了。
方案：
加入Null的校驗(yàn)。
用偶判斷，不用奇判斷
需要了解Java后者任意編程語(yǔ)言對(duì)于取余的算法實(shí)現(xiàn)。大家可以參考程序語(yǔ)言中的取余是如何實(shí)現(xiàn)的。
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("請(qǐng)輸入多個(gè)數(shù)字判斷奇數(shù)偶數(shù)：");
while (input.hasNextLine()) {
int i = input.nextInt();
String str = i + "->" + (i % 2 == 0 ? "偶數(shù)" : "奇數(shù)");
// String str = i + "->" + (i % 2 == 1 ? "奇數(shù)" : "偶數(shù)");
System.out.println(str);
}
}謹(jǐn)慎包裝類(lèi)型的大小比較
public static void main(String[] args) {
Integer i = new Integer(100);
Integer j = new Integer(100);
compare(i, j);
}
public static void compare(Integer i, Integer j) {
System.out.println(i == j);
System.out.println(i > j);
System.out.println(i < j);
}運(yùn)行結(jié)果：
問(wèn)題：
- i==j：在java中"=="是用來(lái)判斷兩個(gè)操作數(shù)是否有相等關(guān)系的，如果是基本類(lèi)型則判斷值是否相等，如果是對(duì)象則判斷是否是一個(gè)對(duì)象的兩個(gè)引用，也就是地址是否相等，這里很明顯是兩個(gè)對(duì)象，兩個(gè)地址不可能相等。
- i>j 和 i<j：在Java中，">" 和 "<" 用來(lái)判斷兩個(gè)數(shù)字類(lèi)型的大小關(guān)系，注意只能是數(shù)字類(lèi)型的判斷，對(duì)于Integer包裝類(lèi)型，是根據(jù)其intValue()方法的返回值(也就是其相應(yīng)的基本類(lèi)型)進(jìn)行比較的(其它包裝類(lèi)型是根據(jù)相應(yīng)的value值比較的，如doubleValue,floatValue等)，那很顯然，兩者不肯能有大小關(guān)系的。
方案：
問(wèn)題清楚了，修改總是比較容易的，直接使用Integer的實(shí)例compareTo方法即可，但是這類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生更應(yīng)該說(shuō)是習(xí)慣問(wèn)題，只要是兩個(gè)對(duì)象之間的比較就應(yīng)該采用相應(yīng)的方法，而不是通過(guò)Java的默認(rèn)機(jī)制來(lái)處理，除非你確定對(duì)此非常了解。
優(yōu)先使用整型池
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
while (input.hasNextInt()) {
int tempInt = input.nextInt();
System.out.println("\n=====" + tempInt + " 的相等判斷=====");
// 兩個(gè)通過(guò)new產(chǎn)生的對(duì)象
Integer i = new Integer(tempInt);
Integer j = new Integer(tempInt);
System.out.println(" new 產(chǎn)生的對(duì)象：" + (i == j));
// 基本類(lèi)型轉(zhuǎn)換為包裝類(lèi)型后比較
i = tempInt;
j = tempInt;
System.out.println(" 基本類(lèi)型轉(zhuǎn)換的對(duì)象：" + (i == j));
// 通過(guò)靜態(tài)方法生成一個(gè)實(shí)例
i = Integer.valueOf(tempInt);
j = Integer.valueOf(tempInt);
System.out.println(" valueOf產(chǎn)生的對(duì)象：" + (i == j));
}
}現(xiàn)象：
大于127的數(shù)字和128和555的比較過(guò)程中產(chǎn)生的卻不是同一個(gè)對(duì)象。
說(shuō)明：
127的包裝對(duì)象是直接從整型池中獲得的，不管你輸入多少次127這個(gè)數(shù)字，獲得的對(duì)象都是同一個(gè)，那地址自然是相等的。而128、555超出了整型池范圍，是通過(guò)new產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象，地址不同，當(dāng)然也就不相等了。
整型池的好處：
提高了系統(tǒng)性能，同時(shí)也節(jié)約了內(nèi)存空間
優(yōu)先選擇基本類(lèi)型
public class Demo7 {
public static void main(String[] args) {
Demo7 c = new Demo7();
int i = 140;
// 分別傳遞int類(lèi)型和Integer類(lèi)型
c.testMethod(i);
c.testMethod(new Integer(i));
}
public void testMethod(long a) {
System.out.println("基本類(lèi)型的方法被調(diào)用");
}
public void testMethod(Long a) {
System.out.println("包裝類(lèi)型的方法被調(diào)用");
}
}原則：
使用包裝類(lèi)型確實(shí)有方便的方法，但是也引起一些不必要的困惑，比如我們這個(gè)例子，如果testMethod()的兩個(gè)重載方法使用的是基本類(lèi)型，而且實(shí)參也是基本類(lèi)型，就不會(huì)產(chǎn)生以上問(wèn)題，而且程序的可讀性更強(qiáng)。自動(dòng)裝箱(拆箱)雖然很方便，但引起的問(wèn)題也非常嚴(yán)重，我們甚至都不知道執(zhí)行的是哪個(gè)方法。
其他建議：
如果需要使用高效的包裝類(lèi)集合，推進(jìn)使用fastutil。Maven坐標(biāo)：
<dependency>
<groupId>it.unimi.dsi</groupId>
<artifactId>fastutil</artifactId>
<version>8.5.8</version>
</dependency>
不要隨便設(shè)置隨機(jī)種子
原則：
因?yàn)楫a(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的種子被固定了，在Java中，隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生取決于種子，隨機(jī)數(shù)和種子之間的關(guān)系遵從以下兩個(gè)原則：
- 種子不同，產(chǎn)生不同的隨機(jī)數(shù)
- 種子相同，即使實(shí)例不同也產(chǎn)生相同的隨機(jī)數(shù)
看完上面兩個(gè)規(guī)則，我們?cè)賮?lái)看以下這個(gè)例子。
public static void main(String[] args) {
//Random r = new Random();
Random r = new Random(1000);//產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的種子被固定了
for(int i = 1; i <= 4; i++){
System.out.println("第" + i + "次:" + r.nextInt());
}
}會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就出在有參構(gòu)造上，Random類(lèi)的默認(rèn)種子(無(wú)參構(gòu)造)是System.nonoTime()的返回值(JDK1.5版本以前默認(rèn)種子是System.currentTimeMillis()的返回值)，注意這個(gè)值是距離某一個(gè)固定時(shí)間點(diǎn)的納秒數(shù)，不同的操作系統(tǒng)和硬件有不同的固定時(shí)間點(diǎn)，也就是說(shuō)不同的操作系統(tǒng)其納秒值是不同的，而同一個(gè)操作系統(tǒng)納秒值也會(huì)不同，隨機(jī)數(shù)自然也就不同了.
順便說(shuō)下，System.nonoTime不能用于計(jì)算日期，那是因?yàn)?固定"的時(shí)間是不確定的，納秒值甚至可能是負(fù)值，這點(diǎn)與System.currentTiemMillis不同。
new Random(1000)顯示的設(shè)置了隨機(jī)種子為1000，運(yùn)行多次，雖然實(shí)例不同，但都會(huì)獲得相同的四個(gè)隨機(jī)數(shù)，所以，除非必要，否則不要設(shè)置隨機(jī)種子。
結(jié)束語(yǔ)
本文簡(jiǎn)單介紹了部分在實(shí)際開(kāi)發(fā)中經(jīng)常會(huì)使用到的一些改善Java代碼的小技巧或者規(guī)范。Java中還有很多很多類(lèi)似的知識(shí)點(diǎn)，不斷學(xué)習(xí)不斷成長(zhǎng)。?
