编译时类型和运行时类型

Java编译时与运行时很重要的概念,但是一直没有明晰,这次专门博客写明白概念.

一、基础概念

编译时 

编译时顾名思义就是正在编译的时候.那啥叫编译呢?就是编译器帮你把源代码翻译成机器能识别的代码.(当然只是一般意义上这么说,实际上可能只是翻译成某个中间状态的语言.比如Java只有JVM识别的字节码,.另外还有啥链接器.汇编器.为了了便于理解我们可以统称为编译器) 

那编译时就是简单的作一些翻译工作,比如检查老兄你有没有粗心写错啥关键字了啊.有啥词法分析,语法分析之类的过程.就像个老师检查学生的作文中有没有错别字和病句一样.如果发现啥错误编译器就告诉你.所以有时一些人说编译时还分配内存啥的肯定是错误的说法.

运行时 

所谓运行时就是代码跑起来了.被装载到内存中去了.(你的代码保存在磁盘上没装入内存之前是个死家伙.只有跑到内存中才变成活的).而运行时类型检查就与前面讲的编译时类型检查(或者静态类型检查)不一样.不是简单的扫描代码.而是在内存中做些操作,做些判断.(这样很多编译时无法发现的错误,在运行就可以发现报错了,最好还是写的的时候就避免这个逻辑错误就好了)

二、举列子

上面的代码你一瞧你知道是错误的代码,数组越界了.但用编译器没有报错,run后才出现了ArrayIndexOutOfBoundsException.可见编译器其实还是挺笨的,还没你脑瓜子那么聪明啊,于是你想虽然编译器笨了点,但运行起来时发现了错误也还不算太坏.

int arr[] = {1,2,3}; 
int result = arr[4]; 
System.out.println(result); 
Exception in thread “main” java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4

三、思考

理解这几个概念可以更好地帮助你去了解一些基本的原理。下面是初学者晋级中级水平需要知道的一些问题。 Q：下面的代码片段中，行A和行B所标识的代码有什么区别呢？

public class ConstantFolding {
 
 static final int number1 = 5;
 
 static final int number2 = 6;
 
 static int number3 = 5;
 
 static int number4= 6;
 
 public static void main(String[ ] args) {
 
 int product1 = number1 * number2; //line A
 
 int product2 = number3 * number4; //line B
 
 }
 
}

A.在行A的代码中，product的值是在编译期计算的，行B则是在运行时计算的。如果你使用Java反编译器（例如，jd-gui）来反编译ConstantFolding.class文件的话，那么你就会从下面的结果里得到答案。

public class ConstantFolding
{
 static final int number1 = 5;
 static final int number2 = 6;
 static int number3 = 5;
 static int number4 = 6;
 
 public static void main(String[ ] args)
 {
 int product1 = 30;
 int product2 = number3 * number4;
 }
}

常量折叠是种Java编译器使用的优化技术。由于final变量的值不会改变，因此就可以对它们优化。Java反编译器和javap命令都是查看编译后的代码（例如，字节码）的利器。

方法重载：这个是发生在编译时的。方法重载也被称为编译时多态，因为编译器可以根据参数的类型来选择使用哪个方法。

public class {
 public static void evaluate(String param1); // method #1
 public static void evaluate(int param1); // method #2
}

如果编译器要编译下面的语句的话：

evaluate(“My Test Argument passed to param1”);

它会根据传入的参数是字符串常量，生成调用#1方法的字节码

方法覆盖：这个是在运行时发生的。方法重载被称为运行时多态，因为在编译期编译器不知道并且没法知道该去调用哪个方法。JVM会在代码运行的时候做出决定。

public class A {
 public int compute(int input) { //method #3
 return 3 * input;
 } 
}
 
public class B extends A {
 @Override
 public int compute(int input) { //method #4
 return 4 * input;
 } 
}

子类B中的compute(..)方法重写了父类的compute(..)方法。如果编译器遇到下面的代码：

public int evaluate(A reference, int arg2) {
 int result = reference.compute(arg2);
}

编译器是没法知道传入的参数reference的类型是A还是B。因此，只能够在运行时，根据赋给输入变量“reference”的对象的类型（例如，A或者B的实例）来决定调用方法#3还是方法#4

泛型（又称类型检验）：这个是发生在编译期的。编译器负责检查程序中类型的正确性，然后把使用了泛型的代码翻译或者重写成可以执行在当前JVM上的非泛型代码。这个技术被称为“类型擦除“。

换句话来说，编译器会擦除所有在尖括号里的类型信息，来保证和版本1.4.0或者更早版本的JRE的兼容性。

List myList = new ArrayList(10);

编译后成为了：

List myList = new ArrayList(10);

异常（Exception）：你可以使用运行时异常或者编译时异常。

运行时异常（RuntimeException）也称作未检测的异常（unchecked exception），这表示这种异常不需要编译器来检测。

RuntimeException是所有可以在运行时抛出的异常的父类。一个方法除要捕获异常外，如果它执行的时候可能会抛出

RuntimeException的子类，那么它就不需要用throw语句来声明抛出的异常。 

例如：NullPointerException，ArrayIndexOutOfBoundsException，等等 

受检查异常（checked exception）都是编译器在编译时进行校验的，通过throws语句或者try{}cathch{} 语句块来处理检测异常。编译器会分析哪些异常会在执行一个方法或者构造函数的时候抛出。