Effective java笔记3--类和接口1

一、使类和成员的可访问能力最小化

要想区别一个设计良好的模块与一个设计不好的模块，最重要的因素是，这个模块对于外部的其他模块而言，是否隐藏了内部的数据和其他的实现细节。一个设计良好的模块会隐藏所有的实现细节，把他的API与实现清晰的隔离开来。模块之间只能通过它们的API进行通信，一个模块不需要知道其他模块的内部工作情况。这个概念被称为信息隐藏（information hiding）或封装（encapsulation），是软件设计的基本原则之一。

信息隐藏的优点：

1、可以有效地解除一个系统中各个模块之间的耦合关系，使得这些模块可以被独立地开发、测试、优化、使用、理解和修改。可以加速系统的开发速度，因为这么模块可以并行的开发。减轻维护负担，因为程序员很快就可以理解这些模块，并且在调试它们的时候可以不伤害其他的模块。虽然信息隐藏本身无论对内还是对外，都不会带来更好的性能，但是它使得有效地性能调节成为可能。

2、因为耦合降低了，可以提供软件的可重用性；

3、降低了构建大型系统的风险，即使整个系统并不成功，但是这些独立地模块也有可能是成功的；

经验表明，应该尽可能地使每一个类或成员不被外界访问。

A、对于顶层的（非嵌套的）类和接口，它们只有两种可能的访问级别：包级私有的（package-private）和公有的（public）。通常把一个雷或者接口能够做成包级私有的，它实际上成了这个包的实现的一部分，而不是该包导出的API的一部分；并且，在以后的发行版本中，你可以对它进行修改、替换，或者删除，而无需担心会伤害到现有的客户。如果是公有的，你就有义务永远支持它，以保持兼容性。

• public—在所有类中可见，在其他包中可以用import导入。
• 缺省—就是没有修饰符，在同一个包中的类中可见，在其他包中不能用import导入。
• final—终态类，表示该类不能被继承
• abstract—抽象类，不能新建对象

当为缺省时，可以考虑将使它成为后者的一个私有嵌套类。

B、对于成员（域、方法、嵌套类和嵌套接口）有四种可能访问级别，下面按照可访问性依次递增：

• private--只在本类中可见，子类中也不可见
• 缺省--在同一个包中可见，子类不在一个包中，子类中也不可见
• protected--在子类中或同一个包中可见
• public--在任何类中可见

当你仔细地设计了一个类的公有API之后，接下去应该把所有其他的成员都变成私有的。只有当同一个包内的另一个类真正需要访问一个成员的时候，你才应该去掉private修饰符，使该成员变成包级私有的。

二、支持非可变性

一个非可变类是一个简单的类，它的实例不能被修改。每个实例中包含的所有信息在该实例被创建的时候就提供出来，并且在对象的整个生存期（lifetime）内固定不变。

java平台库包含许多非可变类，其中有String、基本数据类型的包装类、BigInteger、BigDecimal，非可变类的存在有许多理由：非可变类比可变类更加易于设计、实现和使用。它们不容易出错，更加安全。

为了使一个类成为非可变类，要遵循下面五条规则：

1、不要提供任何会修改对象的方法（也称为mutator）。即改变对象属性的成员函数。

2、保证没有可被子类改写的方法。这可以防止粗心或者恶意的子类破坏该类的行为。为了禁止改写方法，一般做法是是这个类成为final的，但是后面我们还会讨论其他的做法。

3、使所有的域都是final的。通过系统的强制方式，这可以清楚地表明你的意图。而且，如果一个指向新创建的实例的引用在缺乏同步机制的情况下，被从一个线程传递到另一个线程，那么有可能还必须要保证正确的行为，这取决于正在重新设计中的内存模型（memory model）的情况。

4、使所有的域都成为私有的。这样可以防止客户直接修改域中的信息。虽然非可变类可以具有共有的final域，只要这些域包含基本数据类型的值或者指向非可变对象的引用，从技术上讲这是允许的，但是，这样做不值得提倡，因为这使得在以后的版本中不可能再改变内部表示。

5、保证对于任何可变组件的互斥访问。如果你的类具有指向可变对象的域，则必须确保该类的客户无法获得指向这些对象的引用。

非可变对象本质上是线程安全的，它们不要求同步。

final、static

一、final 
　根据程序上下文环境，Java关键字final有“这是无法改变的”或者“终态的”含义，它可以修饰非抽象类、非抽象类成员方法和变量。你可能出于两种理解而需要阻止改变：设计或效率。 
final类不能被继承，没有子类，final类中的方法默认是final的。 
final方法不能被子类的方法覆盖，但可以被继承。 
final成员变量表示常量，只能被赋值一次，赋值后值不再改变。 
final不能用于修饰构造方法。 
注意：父类的private成员方法是不能被子类方法覆盖的，因此private类型的方法默认是final类型的。 

1、final类 
　final类不能被继承，因此final类的成员方法没有机会被覆盖，默认都是final的。在设计类时候，如果这个类不需要有子类，类的实现细节不允许改变，并且确信这个类不会载被扩展，那么就设计为final类。 

2、final方法 
如果一个类不允许其子类覆盖某个方法，则可以把这个方法声明为final方法。 
使用final方法的原因有二： 
第一、把方法锁定，防止任何继承类修改它的意义和实现。 
第二、高效。编译器在遇到调用final方法时候会转入内嵌机制，大大提高执行效率。 

public class Test1 { 
    public static void main(String[] args) { 
        // TODO 自动生成方法存根 
    } 

    public void f1() { 
        System.out.println("f1"); 
    } 
    //无法被子类覆盖的方法 
    public final void f2() { 
        System.out.println("f2"); 
    } 

    public void f3() { 
        System.out.println("f3"); 
    } 

    private void f4() { 
        System.out.println("f4"); 
    } 
} 

public class Test2 extends Test1 { 

public void f1(){ 
    System.out.println("Test1父类方法f1被覆盖!"); 
} 

public static void main(String[] args) { 
    Test2 t=new Test2(); 
    t.f1(); 
    t.f2(); //调用从父类继承过来的final方法 
    t.f3(); //调用从父类继承过来的方法 
    //t.f4(); //调用失败，无法从父类继承获得 

    } 
} 

3、final变量（常量） 
　用final修饰的成员变量表示常量，值一旦给定就无法改变！ 
　final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量和局部变量，分别表示三种类型的常量。 
　从下面的例子中可以看出，一旦给final变量初值后，值就不能再改变了。 
　另外，final变量定义的时候，可以先声明，而不给初值，这中变量也称为final空白，无论什么情况，编译器都确保空白final在使用之前必须被初始化。但是，final空白在final关键字final的使用上提供了更大的灵活性，为此，一个类中的final数据成员就可以实现依对象而有所不同，却有保持其恒定不变的特征。

public class Test3 { 
    private final String S="final实例变量S"; 
    private final int A=100; 
    public final int B=90; 

    public static final int C=80; 
    private static final int D=70; 

    public final int E; //final空白,必须在初始化对象的时候赋初值 

    public Test3(int x){ 
        E=x; 
    } 

    /** 
    * @param args 
    */ 
    public static void main(String[] args) { 
        Test3 t=new Test3(2); 
        //t.A=101; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
        //t.B=91; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
        //t.C=81; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 
        //t.D=71; //出错,final变量的值一旦给定就无法改变 

        System.out.println(t.A); 
        System.out.println(t.B); 
        System.out.println(t.C); //不推荐用对象方式访问静态字段 
        System.out.println(t.D); //不推荐用对象方式访问静态字段 
        System.out.println(Test3.C); 
        System.out.println(Test3.D); 
        //System.out.println(Test3.E); //出错,因为E为final空白,依据        不同对象值有所不同. 
        System.out.println(t.E); 

        Test3 t1=new Test3(3); 
        System.out.println(t1.E); //final空白变量E依据对象的不同而不同 
    } 

    private void test(){ 
        System.out.println(new Test3(1).A); 
        System.out.println(Test3.C); 
        System.out.println(Test3.D); 
    } 

    public void test2(){ 
        final int a; //final空白,在需要的时候才赋值 
        final int b=4; //局部常量--final用于局部变量的情形 
        final int c; //final空白,一直没有给赋值. 
        a=3; 
        //a=4; 出错,已经给赋过值了. 
        //b=2; 出错,已经给赋过值了. 
    } 
} 

4、final参数 
当函数参数为final类型时，你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。还有一个作用是在给内部类传递值时可以再使用final类型的变量。

public class Test4 { 
    public static void main(String[] args) { 
        new Test4().f1(2); 
    } 

    public void f1(final int i){ 
        //i++; //i是final类型的,值不允许改变的. 
        System.out.print(i); 
    } 
} 

二、static 

　static表示“全局”或者“静态”的意思，用来修饰成员变量和成员方法，也可以形成静态static代码块，但是Java语言中没有全局变量的概念。 

　被static修饰的成员变量和成员方法独立于该类的任何对象。也就是说，它不依赖类特定的实例，被类的所有实例共享。只要这个类被加载，Java虚拟机就能根据类名在运行时数据区的方法区内定找到他们。因此，static对象可以在它的任何对象创建之前访问，无需引用任何对象。 

　用public修饰的static成员变量和成员方法本质是全局变量和全局方法，当声明它类的对象市，不生成static变量的副本，而是类的所有实例共享同一个static变量。 

　static变量前可以有private修饰，表示这个变量可以在类的静态代码块中，或者类的其他静态成员方法中使用（当然也可以在非静态成员方法中使用--废话），但是不能在其他类中通过类名来直接引用，这一点很重要。实际上你需要搞明白，private是访问权限限定，static表示不要实例化就可以使用，这样就容易理解多了。static前面加上其它访问权限关键字的效果也以此类推。 

　static修饰的成员变量和成员方法习惯上称为静态变量和静态方法，可以直接通过类名来访问，访问语法为： 
类名.静态方法名(参数列表...) 
类名.静态变量名 

　用static修饰的代码块表示静态代码块，当Java虚拟机（JVM）加载类时，就会执行该代码块（用处非常大，呵呵）。 

1、static变量 
　按照是否静态的对类成员变量进行分类可分两种：一种是被static修饰的变量，叫静态变量或类变量；另一种是没有被static修饰的变量，叫实例变量。两者的区别是： 
　对于静态变量在内存中只有一个拷贝（节省内存），JVM只为静态分配一次内存，在加载类的过程中完成静态变量的内存分配，可用类名直接访问（方便），当然也可以通过对象来访问（但是这是不推荐的）。 
　对于实例变量，每创建一个实例，就会为实例变量分配一次内存，实例变量可以在内存中有多个拷贝，互不影响（灵活）。 

2、静态方法 
　静态方法可以直接通过类名调用，任何的实例也都可以调用，因此静态方法中不能用this和super关键字，不能直接访问所属类的实例变量和实例方法(就是不带static的成员变量和成员成员方法)，只能访问所属类的静态成员变量和成员方法。因为实例成员与特定的对象关联！这个需要去理解，想明白其中的道理，不是记忆！！！ 
　因为static方法独立于任何实例，因此static方法必须被实现，而不能是抽象的abstract。 

3、static代码块 
　static代码块也叫静态代码块，是在类中独立于类成员的static语句块，可以有多个，位置可以随便放，它不在任何的方法体内，JVM加载类时会执行这些静态的代码块，如果static代码块有多个，JVM将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们，每个代码块只会被执行一次。例如：

public class Test5 { 
    private static int a; 
    private int b; 

    static{ 
        Test5.a=3; 
        System.out.println(a); 
        Test5 t=new Test5(); 
        t.f(); 
        t.b=1000; 
        System.out.println(t.b); 
    } 
    static{ 
        Test5.a=4; 
        System.out.println(a); 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        // TODO 自动生成方法存根 
    } 
    static{ 
        Test5.a=5; 
        System.out.println(a); 
    } 
    public void f(){ 
        System.out.println("hhahhahah"); 
    } 
} 

运行结果： 
3 
hhahhahah 
1000 
4 
5 

　利用静态代码块可以对一些static变量进行赋值，最后再看一眼这些例子，都一个static的main方法，这样JVM在运行main方法的时候可以直接调用而不用创建实例。 

4、static和final一块用表示什么 
static final用来修饰成员变量和成员方法，可简单理解为“全局常量”！ 
对于变量，表示一旦给值就不可修改，并且通过类名可以访问。 
对于方法，表示不可覆盖，并且可以通过类名直接访问。