本文回答了30個(gè)JAVA入門(mén)級(jí)初學(xué)者的常見(jiàn)問(wèn)題。 我可以用%除以一個(gè)小數(shù)嗎？ a += b 和 a = a + b 的效果有區(qū)別嗎？ 聲明一個(gè)數(shù)組為什么需要花費(fèi)大量時(shí)間？ 為什么JAVA庫(kù)不用隨機(jī)pivot方式的快速排序？
1.2 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型
Q. 為什么 -0/3 結(jié)果是 0，而 -0.0/3.0 結(jié)果是 -0.0？（注意后邊的結(jié)果0帶負(fù)號(hào)）
A. 在Java里，整數(shù)是用補(bǔ)碼表示的。在補(bǔ)碼中0只有一種表示方法。另一方面，浮點(diǎn)數(shù)則是用 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)表示的, 對(duì)于0有兩種表示方法， 0 和 -0。
Q. 我可以用 % 除以一個(gè)小數(shù)嗎？
A. 當(dāng)然可以。比如，如果 angle 是一個(gè)非負(fù)數(shù)，那么 angle % (2 * Math.PI) 就會(huì)把 angle 轉(zhuǎn)換到 0 到 2 π 之間。
Q. 當(dāng) a b 都是基本類(lèi)型變量時(shí)，a += b 和 a = a + b 的效果有區(qū)別嗎？
A. 當(dāng) a 和 b 的類(lèi)型不同時(shí)，那兩條語(yǔ)句的效果就可能有區(qū)別。 a += b 等同于 a = (int) (a + b)，這種情況下可以是 a是int型，b是float型。但是同等情況下 a = a + b 就會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)。
1.3 條件語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句
Q. 為什么判斷字符串相等不能使用 == ？
A. 這反映了基礎(chǔ)類(lèi)型（int, double, boolean）和引用類(lèi)型（String）的區(qū)別。
Q. 有沒(méi)有在什么情況下，一條語(yǔ)句塊的花括號(hào)不能省略的？
A. 在下面的例子中，第一段代碼是合法的，第二段代碼會(huì)引發(fā)編譯錯(cuò)誤。從技術(shù)角度說(shuō)，那一條語(yǔ)句是一個(gè)變量聲明，而不是語(yǔ)句，所以會(huì)報(bào)錯(cuò)。
// legal
for (int i = 0; i <= N; i++) {
int x = 5;
}
// illegal
for (int i = 0; i <= N; i++)
int x = 5;
Q. 在下面的兩段代碼里，有沒(méi)有情況，它們的效果不一樣？
for (<init stmnt> <boolean expr>; <incr stmnt>) {
<body statements>
}
<init stmnt>;
while (<boolean expr>) {
<body statements>
<incr stmnt>
}
A. 有的。如果在循環(huán)塊里使用 continue 語(yǔ)句。在for的代碼里，計(jì)數(shù)器會(huì)加一；而在while的代碼里，因?yàn)楸籧ontinue略過(guò)了，計(jì)數(shù)器不加一。
1.4 數(shù)組
Q. 某些Java開(kāi)發(fā)人員使用 int a[] 而不是 int[] a 去聲明一個(gè)數(shù)組。這兩者有什么區(qū)別？
A. 在Java中這兩種用法都是合法的，他們的作用都是一樣的。前者是在C中的定義數(shù)組的方法。后者是JAVA推薦的方法，因?yàn)樗膶?xiě)法 int[] 更能表明這是一個(gè) int 的數(shù)組。
Q. 為什么數(shù)組下標(biāo)從0 開(kāi)始 而不是從 1 開(kāi)始？
A. 這種傳統(tǒng)起源于機(jī)器語(yǔ)言的編程方法。在機(jī)器語(yǔ)言中，數(shù)組下標(biāo)被用來(lái)計(jì)算元素位置與第一個(gè)元素之間的偏移量。如果從1開(kāi)始的話，計(jì)算偏移時(shí)還需要做一次減法運(yùn)算，那是種浪費(fèi)。
Q. 如果我用 負(fù)數(shù) 作為數(shù)組下標(biāo)會(huì)發(fā)生什么事？
A. 下標(biāo)小于0 或者 大于等于數(shù)組長(zhǎng)度，JAVA運(yùn)行時(shí)會(huì)拋出 ArrayIndexOutOfBoundsException 異常，并且中止程序運(yùn)行。
Q. 使用數(shù)組時(shí)還有其他需要注意的陷阱嗎？
A. 需要記住，JAVA在你創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組時(shí)會(huì)去初始化它，所以聲明一個(gè)數(shù)組需要 O（N）的時(shí)間。
Q. 既然 a[] 是一個(gè)數(shù)組，為什么 System.out.println(a) 會(huì)打印出一個(gè)16進(jìn)制的數(shù)，就像 @f62373 這樣，而不是打印出數(shù)組的元素？
A. 好問(wèn)題。這條語(yǔ)句打印出的是 數(shù)組在內(nèi)存中的地址，不幸的是，在絕大多數(shù)情況下，這不是你需要的。
1.5 輸入輸出語(yǔ)句
Q. 我可以從標(biāo)準(zhǔn)input中重新讀一次數(shù)據(jù)嗎？
A. 不可以，你只能讀一次。
Q. 怎樣輸入 end-of-file (eof) 符號(hào)?
A. 操作系統(tǒng)自動(dòng)包括它了。
Q. 使用 printf() 時(shí)還有哪些用法？
A. 對(duì)于整數(shù)來(lái)說(shuō)，使用 o 輸出八進(jìn)制，使用 x 輸出十六進(jìn)制。對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)來(lái)說(shuō)，使用 e 或者 g 輸出科學(xué)計(jì)數(shù)法形式。
Q. 行結(jié)束的符號(hào)是什么？
A. 不同的文件系統(tǒng)使用了不同的符號(hào)。在 Unix 系統(tǒng)上，新行的符號(hào)是 '\n' ；在 Windows 系統(tǒng)上，每一行都有兩個(gè)字符組成的字符串終結(jié) "\r\n" ；在 Macs 系統(tǒng)上，終結(jié)符號(hào)是 "\n\r" 。如果要打印行號(hào)，可以使用 System.out.println() ，或者使用下面的語(yǔ)句得到當(dāng)前操作系統(tǒng)下的行結(jié)束符：
String NEWLINE = System.getProperty("line.separator"); |
Q. 下面兩種寫(xiě)法，哪一種更有效率？
String s;
while (!StdIn.isEmpty()) { while (!StdIn.isEmpty()) {
s = StdIn.readString(); String s = StdIn.readString();
... ...
} } |
A. 從效率角度說(shuō)，兩者沒(méi)有區(qū)別。 但是第二種寫(xiě)法更好，因?yàn)樗拗屏俗兞康淖饔糜颉?/p>
2.1 函數(shù)調(diào)用
Q. 當(dāng)把數(shù)組當(dāng)作函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)時(shí)，我常常感到疑惑？
A. 是的。你需要牢記傳值參數(shù)（參數(shù)是基本變量類(lèi)型）和傳引用參數(shù)（比如數(shù)組）之間的區(qū)別。
Q. 那為什么不把所有的參數(shù)都使用傳值的方式，包括對(duì)待數(shù)組？
A. 但數(shù)組很大時(shí)，復(fù)制數(shù)組需要大量的性能開(kāi)銷(xiāo)。因?yàn)檫@個(gè)原因，絕大多數(shù)變成語(yǔ)言支持把數(shù)組傳入函數(shù)但不復(fù)制一個(gè)副本——MATLAB語(yǔ)言除外。
2.3 遞歸調(diào)用
Q. 有沒(méi)有只能用循環(huán)而不能用遞歸的情況？
A. 不可能，所有的循環(huán)都可以用遞歸替代，雖然大多數(shù)情況下，遞歸需要額外的內(nèi)存。
Q. 有沒(méi)有只能用遞歸而不能用循環(huán)的情況？
A. 不肯能，所有的遞歸調(diào)用都可以用循環(huán)來(lái)表示。比如你可以用while的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)棧。
Q. 那我應(yīng)該選擇哪個(gè)，遞歸的方式 還是 循環(huán)的方式？
A. 根據(jù)代碼的可讀性和效率性之間做權(quán)衡。
Q. 我擔(dān)心使用遞歸代碼時(shí)的空間開(kāi)銷(xiāo)和重復(fù)計(jì)算（例如用遞歸解Fibonacci）的問(wèn)題。有沒(méi)有其他需要擔(dān)心的？
A. 在遞歸代碼中創(chuàng)建大數(shù)據(jù)類(lèi)型（比如數(shù)組）時(shí)需要額外注意，隨著遞歸的推進(jìn)，內(nèi)存使用將會(huì)迅速增加，由于內(nèi)存使用增加，操作系統(tǒng)管理內(nèi)存的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)也會(huì)增加。
4.2 排序與查找
Q. 為什么我們要花大篇幅來(lái)證明一個(gè)程序是正確的？
A. 為了防止錯(cuò)誤的結(jié)果。二分查找就是一個(gè)例子�，F(xiàn)在，你懂得了二分查找的原理，你就能把遞歸形式的二分查找改寫(xiě)成循環(huán)形式的二分查找。Knuth 教授在 1946年就發(fā)表了二分查找的論文，但是第一個(gè)正確的二分查找的程序在 1962年在出現(xiàn)。
Q. 在JAVA內(nèi)建庫(kù)中有沒(méi)有排序和查找的函數(shù)？
A. 有的。在 java.util.Arrays 中包含了 Arrays.sort() 和 Arrays.binarySearch() 方法。對(duì)于Comparable 類(lèi)型它使用了 歸并排序，對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，它使用了快速排序。因?yàn)榛绢?lèi)型是值傳遞，快速排序比歸并排序更快而且不需要額外的空間。
Q. 為什么JAVA庫(kù)不用 隨機(jī)pivot方式的快速排序？
A. 好問(wèn)題。 因?yàn)槟承┏绦騿T在調(diào)試代碼時(shí)，可能需要確定性的代碼實(shí)現(xiàn)。使用隨機(jī)pivot違背了這個(gè)原則。
4.3 棧和隊(duì)列
Q. 在Java庫(kù)中有對(duì)stacks 和 queues 的實(shí)現(xiàn)嗎?
A. Java庫(kù)中內(nèi)建 java.util.Stack，但是你應(yīng)該避免使用它如果你需要一個(gè)真正的棧的話。因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)了額外的功能，比如訪問(wèn)第N個(gè)元素。另外，它也支持從棧底部插入元素，所以它看上去更像是一個(gè)隊(duì)列。盡管實(shí)現(xiàn)了這些額外的功能對(duì)編程人員是一個(gè)加分，可是我們使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不只是想使用所有功能，而是需要我們正好需要的那種結(jié)構(gòu)。JAVA對(duì)于棧的實(shí)現(xiàn)就是一個(gè)典型的寬接口的例子。
Q. 我想使用數(shù)組來(lái)表示一個(gè)包含通用結(jié)構(gòu)的棧，但是以下代碼編譯報(bào)錯(cuò)。為什么？
private Item[] a = new Item[max]; oldfirst = first; |
A. 不錯(cuò)的嘗試。不幸的是，創(chuàng)建一個(gè)包含通用結(jié)構(gòu)的數(shù)組在 Java 1.5里已經(jīng)不支持了。你可以使用cast，比如下面的寫(xiě)法：
private Item[] a = (Item[]) new Object[max]; oldfirst = first; |
根本的原因是JAVA中的數(shù)組是“協(xié)變的（covariant）”，但是通用結(jié)構(gòu)并不是。比如， String[] 是 Object[]的一種子類(lèi)型，但是 Stack<String>并不是 Stack<Object> 的一種子類(lèi)型。 許多程序員認(rèn)為“協(xié)變的”數(shù)組是JAVA在數(shù)據(jù)類(lèi)型方面的一個(gè)缺點(diǎn)。但是，如果我們不考慮通用結(jié)構(gòu)，“協(xié)變的”數(shù)組是有用的，比如實(shí)現(xiàn) Arrays.sort(Comparable[]) 方法，然后當(dāng)參數(shù)是 String[]時(shí)它也可以被正常調(diào)用。
Q. 可不可以在數(shù)組上使用 foreach 方式？
A. 可以的（雖然 數(shù)組并沒(méi)有實(shí)現(xiàn) Iterator 接口）。請(qǐng)參考下面的代碼：
public static void main(String[] args) {
for (String s : args)
StdOut.println(s);
} |
Q. 在 linked list 上使用 iterator 是不是比循環(huán)或者遞歸更有效率？
A. 編譯器在翻譯時(shí)，可能把那種“尾遞歸”形式翻譯成等價(jià)的循環(huán)形式。所以可能并沒(méi)有可以被觀測(cè)到的性能提升。
尾部遞歸是一種編程技巧。如果在遞歸函數(shù)中，遞歸調(diào)用返回的結(jié)果總被直接返回，則稱(chēng)為尾部遞歸。尾遞歸是極其重要的，不用尾遞歸，函數(shù)的堆棧耗用難以估量，需要保存很多中間函數(shù)的堆棧。比如f(n, sum) = f(n-1) + value(n) + sum; 會(huì)保存n個(gè)函數(shù)調(diào)用堆棧，而使用尾遞歸f(n, sum) = f(n-1, sum+value(n)); 這樣則只保留后一個(gè)函數(shù)堆棧即可，之前的可優(yōu)化刪去。
Q. 自動(dòng)裝箱機(jī)制會(huì)怎么處理下面的情況？
Integer a = null; int b = a; |
A. 它將返回一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤�；A(chǔ)類(lèi)型不允許它對(duì)應(yīng)的裝箱類(lèi)型里的值是null。
Q. 為什么第一組打印的是 true，但是后面兩組打印的是 false？
Integer a1 = 100; Integer a2 = 100; System.out.println(a1 == a2); // true Integer b1 = new Integer(100); Integer b2 = new Integer(100); System.out.println(b1 == b2); // false Integer c1 = 150; Integer c2 = 150; System.out.println(c1 == c2); // false |
A. 第二組代碼打印 false 是因?yàn)?nbsp;b1 和 b2 指向不同的 Integer 對(duì)象引用。第一組和第三組依賴(lài)于自動(dòng)裝箱機(jī)制。 令人意外的第一組打印了 true 是因?yàn)樵?-128 和 127 之間的值會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成同樣的immutable型的Integer 對(duì)象。對(duì)于超出那個(gè)范圍的數(shù)，Java會(huì)對(duì)于每一個(gè)數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的Integer對(duì)象。
本文翻譯自《Introduction to Programming in Java》一書(shū)中部分章節(jié)的 Q&A 部分。作者為普林斯頓大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授 Robert Sedgewick 和 Kevin Wayne。
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