初学者在java学习中常见的30个问题

本文回答了30个JAVA入门级初学者的常见问题。如我可以用%除以一个小数吗? a += b 和 a = a + b 的效果有区别吗? 声明一个数组为什么需要花费大量时间? 为什么Java库不用随机pivot方式的快速排序?

1.2 基本数据类型

Q. 为什么 -0/3 结果是 0，而 -0.0/3.0 结果是 -0.0?(注意后边的结果0带负号)

A. 在Java里，整数是用补码表示的。在补码中0只有一种表示方法。另一方面，浮点数则是用 IEEE 标准表示的, 对于0有两种表示方法， 0 和 -0。

Q. 我可以用 % 除以一个小数吗?

A. 当然可以。比如，如果 angle 是一个非负数，那么 angle % (2 * Math.PI) 就会把 angle 转换到 0 到 2 π 之间。

Q. 当 a b 都是基本类型变量时，a += b 和 a = a + b 的效果有区别吗?

A. 当 a 和 b 的类型不同时，那两条语句的效果就可能有区别。 a += b 等同于 a = (int) (a + b)，这种情况下可以是 a是int型，b是float型。但是同等情况下 a = a + b 就会编译报错。

1.3 条件语句和循环语句

Q. 为什么判断字符串相等不能使用 == ?

A. 这反映了基础类型(int, double, boolean)和引用类型(String)的区别。

Q. 有没有在什么情况下，一条语句块的花括号不能省略的?

A. 在下面的例子中，第一段代码是合法的，第二段代码会引发编译错误。从技术角度说，那一条语句是一个变量声明，而不是语句，所以会报错。

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// legal for  ( int  i =  0 ; i <= N; i++) { int  x =  5 ; } // illegal for  ( int  i =  0 ; i <= N; i++) int  x =  5 ;

Q. 在下面的两段代码里，有没有情况，它们的效果不一样?

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for  (; ) { } ; while  () { }

A. 有的。如果在循环块里使用 continue 语句。在for的代码里，计数器会加一;而在while的代码里，因为被continue略过了，计数器不加一。

1.4 数组

Q. 某些JAVA开发人员使用 int a[] 而不是 int[] a 去声明一个数组。这两者有什么区别?

A. 在Java中这两种用法都是合法的，他们的作用都是一样的。前者是在C中的定义数组的方法。后者是JAVA推荐的方法，因为它的写法 int[] 更能表明这是一个 int 的数组。

Q. 为什么数组下标从0 开始 而不是从 1 开始?

A. 这种传统起源于机器语言的编程方法。在机器语言中，数组下标被用来计算元素位置与第一个元素之间的偏移量。如果从1开始的话，计算偏移时还需要做一次减法运算，那是种浪费。

Q. 如果我用 负数 作为数组下标会发生什么事?

A. 下标小于0 或者 大于等于数组长度，JAVA运行时会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常，并且中止程序运行。

Q. 使用数组时还有其他需要注意的陷阱吗?

A. 需要记住，JAVA在你创建一个数组时会去初始化它，所以声明一个数组需要 O(N)的时间。

Q. 既然 a[] 是一个数组，为什么 System.out.println(a) 会打印出一个16进制的数，就像 @f62373 这样，而不是打印出数组的元素?

A. 好问题。这条语句打印出的是 数组在内存中的地址，不幸的是，在绝大多数情况下，这不是你需要的。

1.5 输入输出语句

Q. 我可以从标准input中重新读一次数据吗?

A. 不可以，你只能读一次。

Q. 怎样输入 end-of-file (eof) 符号?

A. 操作系统自动包括它了。

Q. 使用 printf() 时还有哪些用法?

A. 对于整数来说，使用 o 输出八进制，使用 x 输出十六进制。对于浮点数来说，使用 e 或者 g 输出科学计数法形式。

Q. 行结束的符号是什么?

A. 不同的文件系统使用了不同的符号。在 Unix 系统上，新行的符号是 ‘ ‘ ;在 Windows 系统上，每一行都有两个字符组成的字符串终结 ” ” ;在 Macs 系统上，终结符号是 ” ” 。如果要打印行号，可以使用 System.out.println() ，或者使用下面的语句得到当前操作系统下的行结束符：

1	String NEWLINE = System.getProperty("line.separator");

Q. 下面两种写法，哪一种更有效率?

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String s; while  (!StdIn.isEmpty()) {  while  (!StdIn.isEmpty()) { s = StdIn.readString(); String s = StdIn.readString(); ... ... } }

A. 从效率角度说，两者没有区别。 但是第二种写法更好，因为它限制了变量的作用域。

2.1 函数调用

Q. 当把数组当作函数调用时的参数时，我常常感到疑惑?

A. 是的。你需要牢记传值参数(参数是基本变量类型)和传引用参数(比如数组)之间的区别。

Q. 那为什么不把所有的参数都使用传值的方式，包括对待数组?

A. 但数组很大时，复制数组需要大量的性能开销。因为这个原因，绝大多数变成语言支持把数组传入函数但不复制一个副本——MATLAB语言除外。

2.3 递归调用

Q. 有没有只能用循环而不能用递归的情况?

A. 不可能，所有的循环都可以用递归替代，虽然大多数情况下，递归需要额外的内存。

Q. 有没有只能用递归而不能用循环的情况?

A. 不肯能，所有的递归调用都可以用循环来表示。比如你可以用while的方式来实现栈。

Q. 那我应该选择哪个，递归的方式 还是 循环的方式?

A. 根据代码的可读性和效率性之间做权衡。

Q. 我担心使用递归代码时的空间开销和重复计算(例如用递归解Fibonacci)的问题。有没有其他需要担心的?

A. 在递归代码中创建大数据类型(比如数组)时需要额外注意，随着递归的推进，内存使用将会迅速增加，由于内存使用增加，操作系统管理内存的时间开销也会增加。

4.2 排序与查找

Q. 为什么我们要花大篇幅来证明一个程序是正确的?

A. 为了防止错误的结果。二分查找就是一个例子。现在，你懂得了二分查找的原理，你就能把递归形式的二分查找改写成循环形式的二分查找。Knuth 教授在 1946年就发表了二分查找的论文，但是第一个正确的二分查找的程序在 1962年在出现。

Q. 在JAVA内建库中有没有排序和查找的函数?

A. 有的。在 java.util.Arrays 中包含了 Arrays.sort() 和 Arrays.binarySearch() 方法。对于Comparable 类型它使用了 归并排序，对于基本数据类型，它使用了快速排序。因为基本类型是值传递，快速排序比归并排序更快而且不需要额外的空间。

Q. 为什么JAVA库不用 随机pivot方式的快速排序?

A. 好问题。 因为某些程序员在调试代码时，可能需要确定性的代码实现。使用随机pivot违背了这个原则。

4.3 栈和队列

Q. 在Java库中有对stacks 和 queues 的实现吗?

A. Java库中内建 java.util.Stack，但是你应该避免使用它如果你需要一个真正的栈的话。因为它是实现了额外的功能，比如访问第N个元素。另外，它也支持从栈底部插入元素，所以它看上去更像是一个队列。尽管实现了这些额外的功能对编程人员是一个加分，可是我们使用数据结构并不只是想使用所有功能，而是需要我们正好需要的那种结构。JAVA对于栈的实现就是一个典型的宽接口的例子。

Q. 我想使用数组来表示一个包含泛型的栈，但是以下代码编译报错。为什么?

1 2	private  Item[] a =  new  Item[max]; oldfirst = first;

A. 不错的尝试。不幸的是，创建一个泛型数组在 Java 1.5里不支持。你可以使用cast，比如下面的写法：

1 2	private  Item[] a = (Item[])  new  Object[max]; oldfirst = first;

根本的原因是JAVA中的数组是“协变的(covariant)”，但是泛型并不是。比如， String[] 是 Object[]的一种子类型，但是 Stack并不是 Stack的一种子类型。

许多程序员认为“协变的”数组是JAVA在数据类型方面的一个缺点。但是，如果我们不考虑泛型，“协变的”数组是有用的，比如实现 Arrays.sort(Comparable[]) 方法，然后当参数是 String[]时它也可以被正常调用。

Q. 可不可以在数组上使用 foreach 方式?

A. 可以的(虽然 数组并没有实现 Iterator 接口)。请参考下面的代码：

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public  static  void  main(String[] args) { for  (String s : args) StdOut.println(s); }

Q. 在 linked list 上使用 iterator 是不是比循环或者递归更有效率?

A. 编译器在翻译时，可能把那种“尾递归”形式翻译成等价的循环形式。所以可能并没有可以被观测到的性能提升。

尾部递归是一种编程技巧。如果在递归函数中，递归调用返回的结果总被直接返回，则称为尾部递归。尾递归是极其重要的，不用尾递归，函数的堆栈耗用难以估量，需要保存很多中间函数的堆栈。比如f(n, sum) = f(n-1) + value(n) + sum; 会保存n个函数调用堆栈，而使用尾递归f(n, sum) = f(n-1, sum+value(n)); 这样则只保留后一个函数堆栈即可，之前的可优化删去。

Q. 自动装箱机制会怎么处理下面的情况?

1 2	Integer a =  null ; int  b = a;

A. 它将返回一个运行时错误。基础类型不允许它对应的装箱类型里的值是null。

Q. 为什么第一组打印的是 true，但是后面两组打印的是 false?

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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. 第二组代码打印 false 是因为 b1 和 b2 指向不同的 Integer 对象引用。第一组和第三组依赖于自动装箱机制。 令人意外的第一组打印了 true 是因为在 -128 和 127 之间的值会自动转换成同样的immutable型的Integer 对象。对于超出那个范围的数，Java会对于每一个数创建一个新的Integer对象。

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