Java 习惯用法总结

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Java 习惯用法总结

2015/04/07 | 分类：基础技术 | 4 条评论 | 标签： idiom,Java

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本文由 ImportNew - 进林翻译自nayuki。欢迎加入翻译小组。转载请见文末要求。

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。（Joshua Bloch的《Effective Java》对这个话题给出了更详尽的论述，可以从这本书里学习更多的用法。）

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()
- hashCode()
- compareTo()
- clone()
应用：
- StringBuilder/StringBuffer
- Random.nextInt(int)
- Iterator.remove()
- StringBuilder.reverse()
- Thread/Runnable
- try-finally
输入/输出：
- 从输入流里读取字节数据
- 从输入流里读取块数据
- 从文件里读取文本
- 向文件里写文本
预防性检测：
- 数值
- 对象
- 数组索引
- 数组区间
数组：
- 填充元素
- 复制一个范围内的数组元素
- 调整数组大小
包装
- 个字节包装成一个int
- 分解成4个字节

实现equals()

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class Person {
  String name;
  intbirthYear;
  byte[] raw;
 
  publicbooleanequals(Object obj) {
    if(!objinstanceofPerson)
      returnfalse;
 
    Person other = (Person)obj;
    returnname.equals(other.name)
        && birthYear == other.birthYear
        && Arrays.equals(raw, other.raw);
  }
 
  publicinthashCode() { ... }
}

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()

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class Person {
  String a;
  Object b;
  bytec;
  int[] d;
 
  publicinthashCode() {
    returna.hashCode() + b.hashCode() + c + Arrays.hashCode(d);
  }
 
  publicbooleanequals(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。
参考：java.lang.Object.hashCode()。

实现compareTo()

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class Person implements Comparable<Person> {
  String firstName;
  String lastName;
  intbirthdate;
 
  // Compare by firstName, break ties by lastName, finally break ties by birthdate
  publicintcompareTo(Person other) {
    if(firstName.compareTo(other.firstName) !=0)
      returnfirstName.compareTo(other.firstName);
    elseif(lastName.compareTo(other.lastName) !=0)
      returnlastName.compareTo(other.lastName);
    elseif(birthdate < other.birthdate)
      return-1;
    elseif(birthdate > other.birthdate)
      return1;
    else
      return0;
  }
}

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。
参考：java.lang.Comparable。

实现clone()

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class Values implements Cloneable {
  String abc;
  doublefoo;
  int[] bars;
  Date hired;
 
  publicValues clone() {
    try{
      Values result = (Values)super.clone();
      result.bars = result.bars.clone();
      result.hired = result.hired.clone();
      returnresult;
    }catch(CloneNotSupportedException e) { // Impossible
      thrownewAssertionError(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。
参考：java.lang.Object.clone()、java.lang.Cloneable()。

使用StringBuilder或StringBuffer

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// join(["a", "b", "c"]) -> "a and b and c"
String join(List<String> strs) {
  StringBuilder sb =newStringBuilder();
  booleanfirst =true;
  for(String s : strs) {
    if(first) first =false;
    elsesb.append(" and ");
    sb.append(s);
  }
  returnsb.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。
参考java.lang.StringBuilder、java.lang.StringBuffer。

生成一个范围内的随机整数

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Random rand = new Random();
 
// Between 1 and 6, inclusive
int diceRoll() {
  returnrand.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。
参考：java.util.Random.nextInt(int)。

使用Iterator.remove()

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void filter(List<String> list) {
  for(Iterator<String> 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。
参考：java.util.Iterator.remove()。

返转字符串

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String reverse(String s) {
  returnnewStringBuilder(s).reverse().toString();
}

这个方法可能应该加入Java标准库。
参考：java.lang.StringBuilder.reverse()。

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：

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void startAThread0() {
  newThread(newMyRunnable()).start();
}
 
class MyRunnable implements Runnable {
  publicvoidrun() {
    ...
  }
}

继承Thread的方式：

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void startAThread1() {
  newMyThread().start();
}
 
class MyThread extends Thread {
  publicvoidrun() {
    ...
  }
}

匿名继承Thread的方式：

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void startAThread2() {
  newThread() {
    publicvoidrun() {
      ...
    }
  }.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()。
参考：java.lang.Thread, java.lang.Runnable。

使用try-finally

I/O流例子：

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void writeStuff() throws IOException {
  OutputStream out =newFileOutputStream(...);
  try{
    out.write(...);
  }finally{
    out.close();
  }
}

锁例子：

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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

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InputStream in = (...);
try {
  while(true) {
    intb = in.read();
    if(b == -1)
      break;
    (... process b ...)
  }
} finally{
  in.close();
}

read()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。
参考：java.io.InputStream.read()。

从输入流里读取块数据

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InputStream in = (...);
try {
  byte[] buf =newbyte[100];
  while(true) {
    intn = in.read(buf);
    if(n == -1)
      break;
    (... process buf with offset=0and 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。
参考： java.io.InputStream.read(byte[])、java.io.InputStream.read(byte[], int, int)。

从文件里读取文本

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BufferedReader in =newBufferedReader(
    newInputStreamReader(newFileInputStream(...),"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。
参考：java.io.BufferedReader、java.io.InputStreamReader。

向文件里写文本

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PrintWriter out = new PrintWriter(
    newOutputStreamWriter(newFileOutputStream(...),"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。
参考：java.io.PrintWriter、java.io.OutputStreamWriter。

预防性检测（Defensive checking）数值

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int factorial(int n) {
  if(n <0)
    thrownewIllegalArgumentException("Undefined");
  elseif(n >= 13)
    thrownewArithmeticException("Result overflow");
  elseif(n == 0)
    return1;
  else
    returnn * 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

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int findIndex(List<String> list, String target) {
  if(list ==null || target ==null)
    thrownewNullPointerException();
  ...
}

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

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void frob(byte[] b, int index) {
  if(b ==null)
    thrownewNullPointerException();
  if(index <0 || index >= b.length)
    thrownewIndexOutOfBoundsException();
  ...
}

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

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void frob(byte[] b, int off, intlen) {
  if(b ==null)
    thrownewNullPointerException();
  if(off <0 || off > b.length
    || len <0|| b.length - off < len)
    thrownewIndexOutOfBoundsException();
  ...
}

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：

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// 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);

参考：java.util.Arrays.fill(T[], T)。
参考：java.util.Arrays.fill(T[], int, int, T)。

复制一个范围内的数组元素

使用循环：

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// 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);

参考：java.lang.System.arraycopy(Object, int, Object, int, int)。

调整数组大小

使用循环（扩大规模）：

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// Make array 'a' larger to newLen
byte[] a = (...);
byte[] b =newbyte[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 newLenbyte[] 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：

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a = Arrays.copyOf(a, newLen);

参考：java.util.Arrays.copyOf(T[], int)。
参考：java.util.Arrays.copyOfRange(T[], int, int)。

把4个字节包装（packing）成一个int

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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

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byte[] unpackBigEndian(intx) {
  returnnewbyte[] {
    (byte)(x >>>24),
    (byte)(x >>>16),
    (byte)(x >>> 8),
    (byte)(x >>> 0)
  };
}
 
byte[] unpackLittleEndian(intx) {
  returnnewbyte[] {
    (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（>>）。

原文链接： nayuki 翻译： ImportNew.com - 进林
译文链接： http://www.importnew.com/15605.html
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Java 习惯用法总结

Java 习惯用法总结

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实现equals()

实现hashCode()

实现compareTo()

实现clone()

使用StringBuilder或StringBuffer

生成一个范围内的随机整数

使用Iterator.remove()

返转字符串

启动一条线程

使用try-finally

从输入流里读取字节数据

从输入流里读取块数据

从文件里读取文本

向文件里写文本

预防性检测（Defensive checking）数值

预防性检测对象

预防性检测数组索引

预防性检测数组区间

填充数组元素

复制一个范围内的数组元素

调整数组大小

把4个字节包装（packing）成一个int

把int分解（Unpacking）成4个字节