对快照图的简单理解与认识

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前言

今天做一个对快照图的简单讨论。`

一、什么是快照图？

快照图(Snapshot diagrams)作为一种图示能表示程序运行时的各种状态——栈上的状态(方法和局部变量)、堆上的状态(创建的对象)。它是位于Run-time-Moment-Code-level层级的软件视图上，也就是说它描述的是程序运行至某一时刻、堆栈上各种东西的状态。

绿圈最左边即快照图所处的位置

二、各种快照图

1、表示原始值的快照图

原始值(primitive values,应该是原始数据类型的值,它们有byte、char、short、int、long、float、double、boolean共8个)以裸露的(bare)常量表示，箭头的来源可以是一个变量或者一个对象的内部区域(field,对象的字段或者说它的成员变量)。

2、表示原始值的快照图

我们用一个圆表示对象的值，在圆的内部写上对象类型名(如上图中圆内的Point指的就是对象的类型是Point)，当我们要展现更多细节时，就在类型名的下面写上对象各个字段的名字，如上图的第二个快照图，当要进一步展现细节时，可以加上字段的类型，也就是上图的第三个快照图。

一般来说默认用上图的第三个快照图的形式是最为完整、保险的。

在这里，箭头的来源即是对象的名字。

3、java聚合类型对象的快照图

(i)List

java的列表(List)可以包含0个或多个对象，值相同的对象可以在列表中出现多次。

可以看到，圆内第一行写的仍然是对象类型(List)，下一行写的是列表的已有索引，每一个索引又伸出箭头指向相应的对象，列表对象的名字指向这个圆。

(ii)Map

映射(Map)是包含键/值对(key/value)的聚合类型，它可以包含0个或多个键值对。

可以看到，圆内并没有索引，而是三个方框，表示这个Map对象有3个键/值对。对于每个方框而言，方框左边伸出的箭头指向这个键值对的键，右边伸出的箭头指向这个键值对的值。

(iii)Set

集合(Set)是包含0个或多个不重复对象的聚合类型。

可以看到，由于集合内部元素是无序的，所以圆内也不用索引表示集合的元素，而是从圆内伸出3个箭头指向三个相应的对象。

4、快照图的其他细节

(i)带双圈的圆

若一个对象在快照图中表示的圆带有双圈，则说明它的对象类型是不可变的，也就是说对象一经创建，对应的内存空间上的值是不应当被改变的，因此对这种ADT的一个直观的设计处理就是它是没有也不能有mutator的。

从上图的例子可以看到，s变量的类型是String，String类型是不可变的，因此当对s重新赋值时，其实质就是改变了s的指向，使其指向了一片新的内存空间，而非改变原来内存空间的值。

(ii)带双线的箭头

快照图中，带双线的箭头可以理解为这个变量/字段加上了final修饰符，这意味着对这个变量/字段做第一次赋值之后，变量/字段的引用就无法改变了，也就是说这个箭头必须始终指着这片内存区域。

以上图为例，变量id指向值9208484，之后它也将一直指向这个值，它甚至连加减乘除都做不了，如果结果存给它自己的话。因为原始数据类型是不可变的，计算结果会放在新的内存空间，而初始化的id是不能改变其指向的。

之所以加final可能是为了让这个变量是只读的。

以上就是对快照图的简单讨论。注意，如果一个Rep仅仅是private的，则不需要写成双线。

总结

今天通过查找资料对快照图进行了一个简单的总结，因为快照图应该是必考的，所以应该提高对快照图的掌握程度。