4 Data Type and Type Checking笔记

4 Data Type and Type Checking

1.编程语言的数据类型
​ 在Java中，数据类型分为基本数据类型(int、boolean、char等)和对象数据类型(String、Integer等)。
🔺基本数据类型（int, long, byte, short, char, float, double, boolean）都是Immutable的；栈（局部变量；成员变量在堆中）中分配内存，且仅在使用时存在；没有统一的表达；代价比较低。
🔺对象数据类型（类、接口、数组、枚举、注释）有的是Immutable的，有的是Mutable的；分配的内存都在堆中（局部变量对象引用存在栈中，对象存在堆中；成员变量在堆中），自动垃圾回收；可用泛型统一表达；代价相对昂贵。
因此在能使用基本类型的情况下尽量使用基本数据类型，降低代价。

对象数据类型是OOP的核心，由于对象数据类型存在继承(extends)机制，因此在OOP中可以更好的复用代码。

基本类型被包装为对象类型，通常只有在定义集合的时候使用，其他情况下尽量避免使用。基本类型和对象类型之间一般可以自动转换。

2.静态类型检查——重在类型
静态类型语言，如Java，可在编译阶段进行类型检查，发现语法错误、函数名/类名错误、返回值类型错误等错误。
例如：

int n = 1;
if (n) {
 n = n + 1;
}

错误提示： Type mismatch: cannot convert from int to boolean；

3.动态类型检查——重在数值
动态类型语言，如Python，只有动态类型检查，在运行阶段才进行类型检查，发现如非法参数值、非法返回值、越界、除0、空指针等错误。

静态类型检查 >> 动态 >> 无检查

4.Mutability and Immutability

改变一个变量： 将该变量指向另一个值的存储空间———改变引用
改变一个变量的值： 将该变量当前指向的值的存储空间中写入一个新的值———改变值

Note ：final类无法无法被继承；final变量无法改变值/引用（注意区别）；final方法无法被子类重写；

final修饰的变量表示赋值之后不能再进行更改；
final修饰的成员变量需要在定义时就初始化或在构造方法中初始化

对于基本类型，final使数值恒定不变；
而对于对象引用，final使引用恒定不变。一旦引用被初始化指向一个对象，就无法再把它改为指向另一个对象。

不变对象 Immutable types： 一旦被创建，始终指向同一个值/引用，更安全。若要改变内部值，需要构造新的对象。
缺点： 使用不可变类型，对其频繁修改会产生大量的临时拷贝(需要垃圾回收)。

可变对象： 拥有方法可以修改自己的值/引用，更灵活。如StringBuilder
但是在质量指标中，性能的优先级较低。

区别：

例子： mutable潜在的风险，这种情况非常难以跟踪发现，也难以被其他开发者理解

/* @return the sum of the numbers in the list */
	public static int sum (List<Integer> list) {
	    int sum =0;
	    for (int x: list) sum += x;
	    return sum;
	}

	/* @return the sum of the absolute values of the numbers in the list */
	public static int sumAbsolute (List<Integer> list) {
	    // let's reuse sumo), because DRY, so first we take absolute values
	    for (int i =0; i<list.size(); i++)
	         list.set(i, Math.abs(list.get(i)));//改变了list内容
	    return sum(list);
	}

	//client
	public static void main(String[] args) {
	    List<Integer> myData=new ArrayList<Integer>();
	    myData.add(-5);
	    myData.add(-3);
	    myData.add(-2);
	    System.out.println(sumAbsolute(myData)); //期望值10，实际值10
	    System.out.println(sum(myData)); //期望值-10，实际值10

解决的办法： 通过防御式拷贝——给客户端传送一个全新的Date对象（除地址外一样），客户端即使对数据做了更改，也不会影响到自己。我们解决了外部对内部的无意改动，但为此付出的代价就是空间的浪费。
而如果使用immutale类型的数据，就不存在这种风险。

同时，我们编程的时候也要注意避免出现一个对象的多个引用，也就是说尽量不要让一个对象出现别名。

5.代码快照（Snapshot diagram）

Primitive values 基本类型的值：
基本类型的值由常数表示。 传入箭头是对变量或对象字段中的值的引用

Object values 对象类型的值：
对象类型的值是一个按其类型标记的圆。当我们想要显示更多的细节时，我们在里面写字段名，用箭头指向它们的值。对于更详细的信息，字段可以包括其声明的类型。

注意：
不可变对象： 用双线椭圆
不可变的引用（final声明）： 用双线箭头

引用是不可变的，但指向的对象却可以是可变的——final StringBuilder sb
可变的引用，也可指向不可变的对象——String s

集合类型：
List:

Set:

Map:

注意： 遍历集合类中的元素并对集合做修改时，要使用Iterator来做迭代器，避免bug。

上述的这些集合类型被传到其他地方时有可能会被更改，于是可用Collections.unmodifiabbleList()、Collections.unmodifiabbleSet()、Collections.unmodifiabbleMap()做一次封装，这样给外界的时候就是一个不可更改的类型了；
而且如果封装前的类型的对象做了增删改，那么封装后的也会表现出增删改后的状态，因为实际上这两个指向的是同一块内存区域。如下，list有改动，listCopy也会被改动

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> listCopy = Collections.unmodifiableList(list);
list.add("a"); //list中有一个元素a，listCopy中也有了一个元素a