1 Java可變長(zhǎng)參數(shù)

1.1 概述

Java 的可變長(zhǎng)參數(shù)（Varargs）是在 Java 1.5 中引入的功能，允許方法接受任意數(shù)量的相同類(lèi)型的參數(shù)?？勺儏?shù)的語(yǔ)法是在參數(shù)類(lèi)型后面加上三個(gè)點(diǎn)（...），例如 int... numbers。

1.2 使用規(guī)則

• 可變參數(shù)必須放在參數(shù)列表的最后一位：如果方法有多個(gè)參數(shù)，可變參數(shù)必須放在最后。例如：

  public void printNumbers(String prefix, int... numbers) {// 方法體
  }
  

• 只能有一個(gè)可變參數(shù)：一個(gè)方法中只能有一個(gè)可變參數(shù)。

1.3 原理

當(dāng)使用可變參數(shù)時(shí)，Java 會(huì)在編譯時(shí)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，數(shù)組的大小就是傳入的可變參數(shù)的數(shù)量。然后將這些參數(shù)放入數(shù)組中，并將數(shù)組傳遞給方法。

例如：

public void printNumbers(int... numbers) {for (int number : numbers) {System.out.println(number);}
}

調(diào)用 printNumbers(1, 2, 3) 時(shí)，Java 會(huì)創(chuàng)建一個(gè) int[] 數(shù)組 {1, 2, 3}，然后傳遞給方法。

1.4 使用場(chǎng)景

可變參數(shù)通常用于需要處理任意數(shù)量相同類(lèi)型對(duì)象的場(chǎng)景。例如：

• 打印任意數(shù)量的整數(shù)
• 計(jì)算任意數(shù)量的數(shù)字的和
• 處理任意數(shù)量的字符串

1.5 注意事項(xiàng)

• 避免重載帶有可變參數(shù)的方法：重載帶有可變參數(shù)的方法可能會(huì)導(dǎo)致編譯器無(wú)法確定調(diào)用哪個(gè)方法，從而引發(fā)編譯錯(cuò)誤。例如：

  public void print(String... args) {// 方法體
  }public void print(String arg1, String... args) {// 方法體
  }
  

  調(diào)用 print("a") 時(shí)，編譯器無(wú)法確定是調(diào)用第一個(gè)方法還是第二個(gè)方法。

• 明確指示：如果必須重載帶有可變參數(shù)的方法，確保在調(diào)用時(shí)明確指示參數(shù)，避免編譯器混淆。

1.6 示例代碼

public class VarargsExample {public static void main(String[] args) {printNumbers(1, 2, 3);printNumbers(4, 5);printNumbers();}public static void printNumbers(int... numbers) {for (int number : numbers) {System.out.println(number);}}
}

2 Java native方法

2.1 概念

本地方法（Native Method）是用 native 關(guān)鍵字修飾的方法，通常不需要用 Java 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。本地方法允許 Java 代碼調(diào)用其他語(yǔ)言（如 C/C++）編寫(xiě)的代碼。

2.2 JNI：Java Native Interface

JNI（Java Native Interface）是 Java 平臺(tái)的一部分，從 Java 1.1 開(kāi)始引入，允許 Java 代碼與其他語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼進(jìn)行交互。JNI 主要用于以下場(chǎng)景：

• 標(biāo)準(zhǔn) Java 類(lèi)庫(kù)不支持的功能
• 調(diào)用已有的 C/C++ 庫(kù)
• 提高性能，特別是在需要接近硬件或運(yùn)行次數(shù)特別多的方法中

2.2.1 JNI 的優(yōu)點(diǎn)

• 擴(kuò)展 Java 功能：可以通過(guò) JNI 調(diào)用其他語(yǔ)言編寫(xiě)的庫(kù)。
• 性能優(yōu)化：在某些情況下，使用本地代碼可以提高性能。

2.2.2 JNI 的缺點(diǎn)

• 跨平臺(tái)性喪失：本地代碼通常不跨平臺(tái)，需要在不同系統(tǒng)環(huán)境下重新編譯。
• 安全性降低：本地代碼的不當(dāng)使用可能導(dǎo)致程序崩潰。

2.3 用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)本地方法

2.3.1 步驟

1. 編寫(xiě)帶有 native 方法的 Java 類(lèi)，生成 .java 文件。
2. 編譯 Java 類(lèi)，生成 .class 文件。
3. 生成頭文件：使用 javah -jni 或 javac -h 生成 .h 文件。
4. 實(shí)現(xiàn)本地方法：使用 C/C++ 實(shí)現(xiàn) .h 文件中的方法，生成 .c 或 .cpp 文件。
5. 生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)：將 C/C++ 編寫(xiě)的文件生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（如 .dll 或 .so）。

2.3.2 示例：HelloWorld 程序

1. 編寫(xiě) Java 類(lèi)：

   public class HelloJNI {static {System.loadLibrary("hello"); // 加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)}public native void sayHello(); // 聲明本地方法public static void main(String[] args) {new HelloJNI().sayHello(); // 調(diào)用本地方法}
   }
   

2. 編譯 Java 類(lèi)：

   javac HelloJNI.java
   

3. 生成頭文件：

   javac -h . HelloJNI.java
   

   這將生成 HelloJNI.h 文件。

4. 實(shí)現(xiàn)本地方法：

   #include <jni.h>
   #include "HelloJNI.h"
   #include <stdio.h>JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj) {printf("Hello, JNI!\n");
   }
   

5. 編寫(xiě)編譯腳本：

   # compile.sh
   gcc -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/darwin" -dynamiclib -o libhello.dylib HelloJNI.c
   

6. 執(zhí)行腳本：

   sh compile.sh
   

7. 運(yùn)行 Java 程序：

   java HelloJNI
   

2.4 JNI 調(diào)用 C 的流程圖

Java 代碼 -> JNI 接口 -> 本地代碼 (C/C++)

2.5 native 關(guān)鍵字

• native 用于修飾方法，表示該方法的實(shí)現(xiàn)在外部定義，通常用 C/C++ 實(shí)現(xiàn)。

• 語(yǔ)法：

  • 修飾方法的位置必須在返回類(lèi)型之前。
  • 不能用 abstract 修飾，沒(méi)有方法體。
  • 返回值可以是任意類(lèi)型。

• native 方法示例

public native void sayHello();

2.6 小結(jié)

• JNI 允許 Java 代碼與其他語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼進(jìn)行交互，擴(kuò)展了 Java 的功能。
• 本地方法 用 native 關(guān)鍵字修飾，通常用于調(diào)用 C/C++ 庫(kù)或提高性能。
• 注意事項(xiàng)：使用 JNI 會(huì)喪失跨平臺(tái)性，且本地代碼的不當(dāng)使用可能導(dǎo)致程序崩潰。

3 Java構(gòu)造方法

3.1 概念

構(gòu)造方法（Constructor）是 Java 中的一種特殊方法，用于在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)初始化對(duì)象的狀態(tài)。每次使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，構(gòu)造方法至少會(huì)被調(diào)用一次。如果沒(méi)有顯式定義構(gòu)造方法，編譯器會(huì)提供一個(gè)默認(rèn)的無(wú)參構(gòu)造方法。

3.2 創(chuàng)建構(gòu)造方法的規(guī)則

• 名稱(chēng)與類(lèi)名相同：構(gòu)造方法的名稱(chēng)必須與類(lèi)名完全一致。
• 無(wú)返回類(lèi)型：構(gòu)造方法沒(méi)有返回類(lèi)型，包括 void。
• 不能是抽象的、靜態(tài)的、最終的、同步的：
  • 抽象：構(gòu)造方法不能被子類(lèi)繼承，因此用 abstract 修飾沒(méi)有意義。
  • 靜態(tài)：構(gòu)造方法用于初始化對(duì)象，因此用 static 修飾沒(méi)有意義。
  • 最終：構(gòu)造方法不能被子類(lèi)繼承，因此用 final 修飾沒(méi)有意義。
  • 同步：多個(gè)線程不會(huì)同時(shí)創(chuàng)建內(nèi)存地址相同的同一個(gè)對(duì)象，因此用 synchronized 修飾沒(méi)有必要。

3.3 語(yǔ)法格式

class class_name {public class_name(){}    // 默認(rèn)無(wú)參構(gòu)造方法public ciass_name([paramList]){}    // 定義有參數(shù)列表的構(gòu)造方法…// 類(lèi)主體
}

3.4 默認(rèn)構(gòu)造方法

• 無(wú)參構(gòu)造方法：如果構(gòu)造方法沒(méi)有任何參數(shù)，它就是一個(gè)無(wú)參構(gòu)造方法。
• 默認(rèn)構(gòu)造方法：如果類(lèi)中沒(méi)有顯式定義構(gòu)造方法，編譯器會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)無(wú)參構(gòu)造方法。
• 目的：主要為對(duì)象的字段提供默認(rèn)值。
• 代碼示例

public class DefaultConstructorExample {private int value;// 編譯器提供的默認(rèn)構(gòu)造方法public DefaultConstructorExample() {this.value = 0; // 默認(rèn)值}public static void main(String[] args) {DefaultConstructorExample obj = new DefaultConstructorExample();System.out.println(obj.value); // 輸出: 0}
}

3.5 有參構(gòu)造方法

• 有參數(shù)的構(gòu)造方法：可以有一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，用于為不同的對(duì)象提供不同的初始值。
• 替代方案：如果沒(méi)有有參構(gòu)造方法，可以通過(guò) setter 方法為字段賦值。
• 代碼示例

public class ParameterizedConstructorExample {private String name;public ParameterizedConstructorExample(String name) {this.name = name;}public static void main(String[] args) {ParameterizedConstructorExample obj = new ParameterizedConstructorExample("Java");System.out.println(obj.name); // 輸出: Java}
}

3.6 重載構(gòu)造方法

• 構(gòu)造方法重載：通過(guò)提供不同的參數(shù)列表來(lái)重載構(gòu)造方法。編譯器會(huì)根據(jù)參數(shù)的數(shù)量和類(lèi)型來(lái)決定調(diào)用哪一個(gè)構(gòu)造方法。
• 代碼示例

public class OverloadedConstructorExample {private int id;private String name;public OverloadedConstructorExample(int id) {this.id = id;}public OverloadedConstructorExample(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}public static void main(String[] args) {OverloadedConstructorExample obj1 = new OverloadedConstructorExample(1);OverloadedConstructorExample obj2 = new OverloadedConstructorExample(2, "Java");System.out.println(obj1.id); // 輸出: 1System.out.println(obj2.id + " " + obj2.name); // 輸出: 2 Java}
}

3.7 構(gòu)造方法和方法的區(qū)別

特性	方法	構(gòu)造方法
目的	反映對(duì)象的行為	初始化對(duì)象的字段
返回類(lèi)型	可以有返回類(lèi)型	沒(méi)有返回類(lèi)型
調(diào)用方式	明確的，開(kāi)發(fā)者通過(guò)代碼決定調(diào)用	隱式的，通過(guò)編譯器完成
編譯器提供	不會(huì)由編譯器提供	如果沒(méi)有明確提供無(wú)參構(gòu)造方法，編譯器會(huì)提供
名稱(chēng)	可以和類(lèi)名相同，也可以不同	必須和類(lèi)名相同

3.8 復(fù)制對(duì)象

復(fù)制一個(gè)對(duì)象可以通過(guò)以下三種方式完成：

1. 通過(guò)構(gòu)造方法：使用另一個(gè)對(duì)象作為參數(shù)來(lái)創(chuàng)建新對(duì)象。
2. 通過(guò)對(duì)象的值：手動(dòng)復(fù)制對(duì)象的每個(gè)字段。
3. 通過(guò) Object 類(lèi)的 clone() 方法：實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口并重寫(xiě) clone() 方法。

• 通過(guò)構(gòu)造方法

public class CopyConstrutorPerson {private String name;private int age;public CopyConstrutorPerson(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public CopyConstrutorPerson(CopyConstrutorPerson person) {this.name = person.name;this.age = person.age;}public void out() {System.out.println("姓名 " + name + " 年齡 " + age);}public static void main(String[] args) {CopyConstrutorPerson p1 = new CopyConstrutorPerson("沉默王二",18);p1.out();CopyConstrutorPerson p2 = new CopyConstrutorPerson(p1);p2.out();}
}

在上面的例子中，有一個(gè)參數(shù)為 CopyConstrutorPerson 的構(gòu)造方法，可以把該參數(shù)的字段直接復(fù)制到新的對(duì)象中，這樣的話，就可以在 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建新對(duì)象的時(shí)候把之前的 p1 對(duì)象傳遞過(guò)去。

• 通過(guò)對(duì)象的值

public class CopyValuePerson {private String name;private int age;public CopyValuePerson(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public CopyValuePerson() {}public void out() {System.out.println("姓名 " + name + " 年齡 " + age);}public static void main(String[] args) {CopyValuePerson p1 = new CopyValuePerson("沉默王二",18);p1.out();CopyValuePerson p2 = new CopyValuePerson();p2.name = p1.name;p2.age = p1.age;p2.out();}
}

直接拿 p1 的字段值復(fù)制給 p2 對(duì)象（p2.name = p1.name）

• 通過(guò) Object 類(lèi)的 clone() 方法

public class ClonePerson implements Cloneable {private String name;private int age;public ClonePerson(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}public void out() {System.out.println("姓名 " + name + " 年齡 " + age);}public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {ClonePerson p1 = new ClonePerson("沉默王二",18);p1.out();ClonePerson p2 = (ClonePerson) p1.clone();p2.out();}
}

通過(guò) clone() 方法復(fù)制對(duì)象的時(shí)候，ClonePerson 必須先實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口的 clone() 方法，然后再調(diào)用clone()方法（ClonePerson p2 = (ClonePerson) p1.clone()）。

3.9 小結(jié)

• 構(gòu)造方法雖然沒(méi)有返回值，但返回的是類(lèi)的對(duì)象。
• 初始化字段只是構(gòu)造方法的一種工作，它還可以做更多，比如啟動(dòng)線程、調(diào)用其他方法等。

4 思維導(dǎo)圖

參考鏈接

1. Java可變參數(shù)詳解，5分鐘教會(huì)我妹

2. 手把手教你用 C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn) Java native 本地方法

3. Java構(gòu)造方法：打開(kāi)Java對(duì)象創(chuàng)建之門(mén)的鑰匙