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Java新特性:数据类型可以扔掉了?

在很久很久以前,我们写代码时要慎重的考虑变量的数据类型,比如下面这些: image.png

枚举:尽管在 JDK 5 中增加了枚举类型,但是 Class 文件常量池的 CONSTANT_Class_info 类型常量并没有发生任何语义变化,仍然是代表一个类或接口的符号引用,没有加入枚举,也没有增加过“CONSTANT_Enum_info”之类的“枚举符号引用”常量。所以使用 enum 关键字定义常量,尽管从 Java 语法上看起来与使用 class 关键字定义类、使用 interface 关键字定义接口是同一层次的,但实际上这是由 Javac 编译器做出来的假象,从字节码的角度来看,枚举仅仅是一个继承于 java.lang.Enum、自动生成了 values() 和 valueOf() 方法的普通 Java 类而已,因此枚举也归为引用类型了

然而到了 JDK 10 时,我们就有了新的选择,JDK 10 中新增了 var 局部变量推断的功能,使用它我们可以很 happy 的忘记数据类型这件事了,那它是如何使用的呢?接下来我们一起来看。

1、使用对比

接下来我们就使用对比的方式,来体会一下 var 的作用。

场景一:定义字符串

旧写法:

String str = "Hello, Java.";
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新写法:

var s = "Hello, Java.";
复制代码

PS:这里的旧写法指的是 JDK 10 之前的版本,而新写法指的是 JDK 10 以后(包含 JDK 10)的版本。

场景二:数值相加

旧写法:

int num1 = 111;
double num2 = 555.666d;
double num3 = num1 + num2;
System.out.println(num3);
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PS:当遇到不同类型相加时(int+ double)会发生数据类型向上转型,因此 num3 就会升级为 double 类型。

新写法:

var n1 = 111L;
var n2 = 555.666;
var n3 = n1 + n2;
System.out.println(n3);
复制代码

场景三:集合

旧写法:

List<Object> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("Java");
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新写法:

var list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("Java");
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场景四:循环

旧写法:

for (Object item : list) {
    System.out.println("item:" + item);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    // do something...
}
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新写法:

for (var item : list) {
    System.out.println("item:" + item);
}
for (var i = 0; i < 10; i++) {
    // do something...
}
复制代码

场景五:配合 Lambda 使用

旧写法:

List<Object> flist = list.stream().filter(v ->
                v.equals("Java")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(flist);
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新写法:

var flist = list.stream().filter(v ->
            	v.equals("Java")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(flist);
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2、优点分析

通过上面的示例我们可以看出, var 具备两个明显的优点:提高了代码的可读性和命名对齐

① 提高了可读性

我们在没有使用 var 之前,如果类型的名称很长就会出现下面的这种情况:

InternationalCustomerOrderProcessor<AnonymousCustomer, SimpleOrder<Book>> orderProcessor = 
    createInternationalOrderProcessor(customer, order);
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当限定每行不能超过 150 个字符的话,变量名就会被推到下一行显示,这样整个代码的可读性就变得很低。但当我们使用了 var 之后,代码就变成了这样:

var orderProcessor = createInternationalOrderProcessor(customer, order);
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从上述的代码可以看出,当类型越长时,var(可读性)的价值就越大。

② 命名对齐

在不使用 var 时,当遇到下面这种情况,代码就是这样的:

// 显式类型
No no = new No();
AmountIncrease<BigDecimal> more = new BigDecimalAmountIncrease();
HorizontalConnection<LinePosition, LinePosition> jumping =
  new HorizontalLinePositionConnection();
Variable variable = new Constant(6);
List<String> names = List.of("Java", "中文社群");
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在使用了 var 之后,代码是这样的:

var no = new No();
var more = new BigDecimalAmountIncrease();
var jumping = new HorizontalLinePositionConnection();
var variable = new Constant(6);
var names = List.of("Java", "中文社群");
复制代码

从上述代码可以看出使用了 var 之后,命名对齐了,整个代码也变得更优雅了。

3、使用规则 & 反例

var 的实现来自于 JEP 286 (改善提议 286),详情地址 :openjdk.java.net/jeps/286

从 JEP 286 的标题“局部变量类型推断”可以看出,var 只能用于局部变量声明,也就是说 var 必须满足以下条件:

  • 它只能用于局部变量上;
  • 声明时必须初始化;
  • 不能用作方法参数和全局变量(类变量)。

PS:因为 var 的实现必须根据等会右边的代码进行类型推断,因此它不能被赋值 null 或不被初始化。

反例一:未初始化和赋值 null

image.png image.png

反例二:中途类型更改

image.png

反例三:全局变量

image.png

反例四:作为返回值

image.png

4、原理分析

经过前面的使用我们对 var 已经有了初步的认识,但 var 的实现原理是什么呢?

为了搞清楚它的原理,我们对下面的代码进行了编译(使用命令 javac MainTest.java): image.png 然后我们再用反编译工具打开被编译的类发现:var 竟然被替换成一个个确定的数据类型了,如下图所示: image.png 由此我们可以得出结论:var 关键字的实现和它的名字密切相关, var 只是局部类型推断,它只会在 Java 编码期和编译期有效,当类被编译为 class 文件时,var 就会变成一个个确定的数据类型(通过推断得出)。 所以我们可以把 var 通俗的理解为 Java 的语法糖,使用它可以让我们快速优雅的实现业务代码,但 var 在字节码层面是不存在的。

总结

本文我们介绍了 var(局部类型推断)的使用,它可以用在局部变量、 forLambda 的变量声明中,但不能用在全局变量的声明中,也不能用它作为方法的返回值,并且在声明时一定要进行初始化(也不能赋值为 null)。使用 var 可以有效的提高代码的可读性和命名对齐,它的实现原理,是在编译期通过等号右侧的代码进行类型推断,然后再将 var 替换成确定的数据类型。

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