JAVA基礎之八-方法變數作用域和編譯器

来源:https://www.cnblogs.com/lzfhope/p/18412722
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一、基礎階段 Python 基礎語法 學習內容:變數、數據類型(如整數、浮點數、字元串、布爾等)、運算符、控制流語句(如 if-else、for、while 等)、函數定義與調用等。 學習網站及網址: 廖雪峰的 Python 入門教程:https://www.liaoxuefeng.com/wiki ...


本文主要討論方法中變數作用域。不涉及類屬性變數、靜態變數、線程變數共用等。

雖然知道某類變數的作用域非常重要,但是沒有太多需要說的,因為許多東西是顯而易見,不言自明。

 

在大部分情況下,或者在老一點版本中,java語法看起來都比較正常,或者說相對古典。

但是隨著JAVA版本的迭代,已經愈發向JAVASCRIPT靠近了-隨意。 也許JCP想把JAVA編程後端的JS。

但要只知道,用為JS過於隨意邋遢,才會有TypeScript。

 

一、前言

閑話少說。

在經典場景中,每個變數/屬性的作用域都是相對穩定/固定的,例如:

1.方法可以引用實例變數,類靜態變數

2.方法內部定義的變數,其它方法,外部類無法看到

這些規則都很容易理解和遵守。

 

但是隨著JAVA的語法變遷,其中一個方面,函數/方法中變數作用域也變得更加靈活(隨意)。

大部分程式員,其實很少在一個方法內部定義類,反而是一些開源的組件用得多,不太明白這些意圖。

如果還要讓方法和方法內部類共用變數,那麼就會讓代碼看起來古怪,且非常類似於JS的經典問題:閉包。

 

來看一下以下一段代碼:

    @Override
    @Nullable
    public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException {
        Assert.notNull(sql, "SQL must not be null");
        Assert.notNull(rse, "ResultSetExtractor must not be null");
        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Executing SQL query [" + sql + "]");
        }

        // Callback to execute the query.
        class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider {
            @Override
            @Nullable
            public T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {
                ResultSet rs = null;
                try {
                    rs = stmt.executeQuery(sql);
                    return rse.extractData(rs);
                }
                finally {
                    JdbcUtils.closeResultSet(rs);
                }
            }
            @Override
            public String getSql() {
                return sql;
            }
        }

        return execute(new QueryStatementCallback(), true);
    }

 

 這是Spring 6.2.0-SNAPSHOT 中 spring-jdbc的 org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate#query(String, ResultSetExtractor<T>) 方法的代碼。

在這段代碼中,spring直接定義一個內部類 QueryStatementCallback 。

妙的是QueryStatementCallback 直接利用了query中定義的參數rse

這種使用方式和js的對方法變數的使用(閉包)如出一轍。至少外表上是一樣的。

 

到現在為止,我們知道這樣一個事實:至少J17中可以這麼寫(其它沒有研究)。

 

接下來,純粹是出於技術人好奇,有幾點:

1.這個對性能有什麼影響

2.如何實現的?

3.如果性能沒有好處,為什麼要那麼搞?

 

二、模仿例子

為了便於瞭解這個問題,創建了一個類似的例子,方便一些。

package study.base.varscope;

@FunctionalInterface
public interface ISum {
    long sum();
}

/**
 * 測試方法內的變數作用域,類似於js的閉包
 */
public class TestVarScope {

    public void test() {
         //創建一個有1000個元素的數組,每個元素都是介於1~999之間的隨機數
        int[] arr = new int[1000];
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            arr[i] = random.nextInt(1,1000);
        }
        class SumClass implements  ISum {
            @Override
            public long sum() {
                //累加 arr
                long total = 0;
                for (int i : arr) {
                    total += i;
                }
                return total;
            }
        }

        SumClass sc=new SumClass();
        long total=sc.sum();
        System.out.println(total);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestVarScope testVarScope = new TestVarScope();
        testVarScope.test();
    }

}

沒有編譯錯誤,可以執行。

所以奧妙一定在於編譯器上,只要看看編譯後的東西就明白了。

class文件

 可以看到含$是方法內部類.

再看看 TestVarScope$1SumClass.class的內容

先看反編譯內容

 

再看私有成員

 

結合以上兩張圖,可以比較肯定地推測出如下:

內部類SumClass被改寫了:

a.SumClass新增了一個私有final的數組  val$arr,用於存儲上級對象的屬性(數組)

b.SumClass有一個帶兩個參數的構造函數,前後分別是上級類的實例,需要接受的數組

c.sum()方法,訪問val$arr,以便進行彙總

 

再用三方工具(jadx)可以查看出:

和預想的一致。

註:如果用idea(2024.2.1)的預設反編譯工具,會得到錯誤的結果,所以用那個來看源碼有點危險,倒是eclipse的做得不錯。

以下是eclipse的class File viewer:

 

 

針對前一章節的問題,可以如下作答:

1.這個對性能有什麼影響

基本沒有什麼影響。

2.如何實現的?

如上,通過編譯器改寫內部類和上級類方法來完成,一切功勞在於編譯器.

3.如果性能沒有好處,為什麼要那麼搞?

方便,或者偷懶而已。

三、小結

java的語言越來越隨意,通過編譯器的功能(或者所謂的語法糖),可以實現類似js那樣隨意的效果。

就本文所闡述的問題,本質上並不是說內部類可以訪問上級的屬性,而是一種錯覺,在語法上讓我們以為可以訪問。

 

就我個人而言,並不喜歡這些隱藏了實現的編碼方式,大概因為開始編程的時候,學習的都是古典語法。

現在的一些新的東西,雖然某些情況下會工程上的某些好處,但是反作用也是明顯的:複雜化編譯器;有可能培養不是很

好的編碼習慣。

 

關於方法變數的作用域問題,目前暫時沒有其它可以說的。

 


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