2022-07-23 09:38 北京大学 Java

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改善Java代码的八个建议

前言

Java是一门优秀的面向对象的编程语言，针对遇到同样的一个问题会有很多中解法，但是哪种实现方法是最优的或近似最优的，就需要不断的探究JDK的底层原理。本文针对提出了一些改善Java的小建议。希望可以为大家在平时的开发实践中提供一些小帮助。

用整数处理货币

大家考虑以下代码输出的值是多少？

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(10.00-9.60);
}

实际结果： 0.40000000000000036

原因:

计算机中浮点数有可能是不准确的，因为计算机中浮点数的存储规则导致的。 0.4的二进制是：0.0110……
乘2取整，顺序排列

解决方案：

使用BigDecimal
使用整型（把参与运算的值扩大100倍，并转为整型，然后在展现时再缩小100倍，这样处理的好处是计算简单，准确，一般在非金融行业(如零售行业)应用较多）

根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会）规定，任何一个浮点数NUM的二进制数可以写为：
NUM = (-1) ^ S * M * 2 ^ E;//(S表示符号，E表示阶乘，M表示有效数字) ①当S为0时，表示一个正数；当S为1时，表示一个负数
②M表示有效数字，1<= M <2 ③2^E表示指数
比如十进制的3.0，二进制就是0011.0 就可以写成（-1）^ 0 * 1.1 * 2 ^ 1 在比如十进制的-3.0，二进制就是-0011.0 就可以写成（-1）^ 1 * 1.1 * 2 ^ 1 而规定float类型有一个符号位（S），有8个指数位（E），和23个有效数字位（M） double类型有一个符号位（S），有11个指数位（E），和52个有效数字位（M）

边界值校验

public class Demo { // 一个会员拥有产品的最多数量 public final static int LIMIT = 2000; public static void main(String[] args) { // 会员当前用有的产品数量 int cur = 1000;
     Scanner input = new Scanner(System.in);
     System.out.println("请输入需要预定的数量："); while (input.hasNextInt()) { int order = input.nextInt(); if (order > 0 && order + cur <= LIMIT) {
         System.out.println("你已经成功预定：" + order + " 个产品");
       } else {
         System.out.println("超过限额，预定失败！");
       }
     }
   }
 }

原因：

数字越界使校验条件失效，输入2147483647的边界值

建议：

如果一个方法接收的是int类型的参数，那么以下三个值是必须测试的：

0
正最大
负最小其中正最大、负最小是边界值

提防包装类型的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循环中，隐含了一个拆箱过程，在此过程中包装类型转换为了基本类型。我们知道拆箱过程是通过调用包装对象的intValue方法来实现的，由于包装类型为null，访问其intValue方法报空指针异常就在所难免了。

方案：

加入Null的校验。

用偶判断，不用奇判断

需要了解Java后者任意编程语言对于取余的算法实现。大家可以参考程序语言中的取余是如何实现的。

public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入多个数字判断奇数偶数："); while (input.hasNextLine()) { int i = input.nextInt();

            String str = i + "->" + (i % 2 == 0 ? "偶数" : "奇数"); //            String str = i + "->" + (i % 2 == 1 ? "奇数" : "偶数"); System.out.println(str);
        }
    }

谨慎包装类型的大小比较

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);
 }

运行结果：

问题：

i==j：在java中"=="是用来判断两个操作数是否有相等关系的，如果是基本类型则判断值是否相等，如果是对象则判断是否是一个对象的两个引用，也就是地址是否相等，这里很明显是两个对象，两个地址不可能相等。
i>j 和 i<j：在Java中，">" 和 "<" 用来判断两个数字类型的大小关系，注意只能是数字类型的判断，对于Integer包装类型，是根据其intValue()方法的返回值(也就是其相应的基本类型)进行比较的(其它包装类型是根据相应的value值比较的，如doubleValue,floatValue等)，那很显然，两者不肯能有大小关系的。

方案：

问题清楚了，修改总是比较容易的，直接使用Integer的实例compareTo方法即可，但是这类问题的产生更应该说是习惯问题，只要是两个对象之间的比较就应该采用相应的方法，而不是通过Java的默认机制来处理，除非你确定对此非常了解。

优先使用整型池

public static void main(String[] args) {
   Scanner input = new Scanner(System.in); while (input.hasNextInt()) { int tempInt = input.nextInt();
     System.out.println("\n=====" + tempInt + " 的相等判断====="); // 两个通过new产生的对象 Integer i = new Integer(tempInt);
     Integer j = new Integer(tempInt);
     System.out.println(" new 产生的对象：" + (i == j)); // 基本类型转换为包装类型后比较 i = tempInt;
     j = tempInt;
     System.out.println(" 基本类型转换的对象：" + (i == j)); // 通过静态方法生成一个实例 i = Integer.valueOf(tempInt);
     j = Integer.valueOf(tempInt);
     System.out.println(" valueOf产生的对象：" + (i == j));
   }
 }

现象：

大于127的数字和128和555的比较过程中产生的却不是同一个对象。

说明：

127的包装对象是直接从整型池中获得的，不管你输入多少次127这个数字，获得的对象都是同一个，那地址自然是相等的。而128、555超出了整型池范围，是通过new产生一个新的对象，地址不同，当然也就不相等了。

整型池的好处：

提高了系统性能，同时也节约了内存空间

优先选择基本类型

public class Demo7 { public static void main(String[] args) {
     Demo7 c = new Demo7(); int i = 140; // 分别传递int类型和Integer类型 c.testMethod(i);
     c.testMethod(new Integer(i));
   } public void testMethod(long a) {
     System.out.println("基本类型的方法被调用");
   } public void testMethod(Long a) {
     System.out.println("包装类型的方法被调用");
   }
 }

原则：

使用包装类型确实有方便的方法，但是也引起一些不必要的困惑，比如我们这个例子，如果testMethod()的两个重载方法使用的是基本类型，而且实参也是基本类型，就不会产生以上问题，而且程序的可读性更强。自动装箱(拆箱)虽然很方便，但引起的问题也非常严重，我们甚至都不知道执行的是哪个方法。

其他建议：

如果需要使用高效的包装类集合，推进使用fastutil。Maven坐标：

<dependency> <groupId>it.unimi.dsi</groupId> <artifactId>fastutil</artifactId> <version>8.5.8</version> </dependency>

不要随便设置随机种子

原则：

因为产生的随机数的种子被固定了，在Java中，随机数的产生取决于种子，随机数和种子之间的关系遵从以下两个原则：

种子不同，产生不同的随机数
种子相同，即使实例不同也产生相同的随机数

看完上面两个规则，我们再来看以下这个例子。

public static void main(String[] args) { //Random r = new Random(); Random r = new Random(1000);//产生的随机数的种子被固定了 for(int i = 1; i <= 4; i++){
     System.out.println("第" + i + "次:" + r.nextInt());
   }
 }

会发现问题就出在有参构造上，Random类的默认种子(无参构造)是System.nonoTime()的返回值(JDK1.5版本以前默认种子是System.currentTimeMillis()的返回值)，注意这个值是距离某一个固定时间点的纳秒数，不同的操作系统和硬件有不同的固定时间点，也就是说不同的操作系统其纳秒值是不同的，而同一个操作系统纳秒值也会不同，随机数自然也就不同了.