Java 语言假设我们只进行面向对象的程序设计。也就是说,在你开始用它设计之前,必须将
你的思想转换到面向对象的世界中来(除非你的思维方式早已转换过来了)。这个入门基本
功,可以使你具备使用编程语言编程的能力,这种能力使你在学习和使用其他 OOP 语言时,
更加容易。在本章,我们将看到 Java 程序的基本组成,并体会到在 Java程序中的一切,甚
至 Java 程序本身都是对象。
用引用(reference)操纵对象
每种编程语言都有自己的数据操纵方式。有时候,程序员必须注意将要处理的数据是什么类
型。你是直接操纵对象,还是用某种基于特殊语法的间接表示(例如 C 和 C++里的指针)
来操纵对象?
所有这一切在Java里都得到了简化。一切都被视为对象,因此可采用单一固定的语法。尽管
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一切都“看作”对象,但操纵的标识符实际上是对象的一个“引用”(reference) 。你可以
将这一情形想象成用遥控器(引用)来操纵电视机(对象)。你只要握住这个遥控器,就能
保持与电视机的连接。当有人想改变频道或者减小音量时,你实际操控的是遥控器(引用),
再由遥控器来调控电视机(对象)。如果你想在房间里四处走走,同时仍能调控电视机;那
么你只需携带遥控器(引用)而不是电视机(对象)。
此外,即使没有电视机,遥控器亦可独立存在。也就是说,你拥有一个引用,并不一定需要
有一个对象与它关联。因此,如果你想操纵一个词或句子,你可以创建一个 String 引用:
String s = "asdf";
String s = new String("asdf");
存储到什么地方(重点部分6个地方)
程序运行时,对象是怎么进行放置安排的呢?特别是内存是怎样分配的呢?对这些方面的了
解会对你有很大的帮助。有六个不同的地方可以存储数据:
1. 寄存器(register)。这是最快的存储区,因为它位于不同于其他存储区的地方——处
理器内部。但是寄存器的数量极其有限,所以寄存器由编译器根据需求进行分配。你
不能直接控制,也不能在程序中感觉到寄存器存在的任何迹象。
2. 堆栈(stack)。位于通用 RAM(random-access memory,随机访问存储器)中,但通
过它的“堆栈指针”可以从处理器那里获得直接支持。堆栈指针若向下移动,则分配
新的内存;若向上移动,则释放那些内存。这是一种快速有效的分配存储方法,仅次
于寄存器。创建程序时,Java 编译器必须知道存储在堆栈内所有数据的确切大小和生
命周期,因为它必须生成相应的代码,以便上下移动堆栈指针。这一约束限制了程序
的灵活性,所以虽然某些 Java 数据存储于堆栈中——特别是对象引用,但是 Java 对
象并不存储于其中。
3. 堆(heap)。一种通用性的内存池(也存在于 RAM 区),用于存放所有的 Java 对象。
堆不同于堆栈的好处是:编译器不需要知道要从堆里分配多少存储区域,也不必知道
存储的数据在堆里存活多长时间。因此,在堆里分配存储有很大的灵活性。当你需要
创建一个对象时,只需用 new写一行简单的代码,当执行这行代码时,会自动在堆里
进行存储分配。当然,为这种灵活性必须要付出相应的代价。用堆进行存储分配比用
堆栈进行存储存储需要更多的时间(如果确实可以在 Java 中像在 C++中一样用栈保存
对象)。
4. 静态存储(static storage)。这里的“静态”是指“在固定的位置”(尽管也在RAM 里)。
静态存储里存放程序运行时一直存在的数据。你可用关键字 Static 来标识一个对象的
特定元素是静态的,但 Java 对象本身从来不会存放在静态存储空间里。
5. 常量存储(constant storage)。常量值通常直接存放在程序代码内部,这样做是安全的,
因为它们永远不会被改变。有时,在嵌入式系统中,常量本身会和其它部分隔离开,
所以在这种情况下,可以选择将其存放在 ROM(read-only memory,只读存储器)中。
6. 非 RAM 存储(non-RAM storage)。如果数据完全存活于程序之外,那么它可以不受
程序的任何控制,在程序没有运行时也可以存在。其中两个基本的例子是“流对象
(streamed object)”和“持久化对象(persistent object)”。在“流对象”中,对象转化
成字节流,通常被发送给另一台机器。在“持久化对象”中,对象被存放于磁盘上,
因此,即使程序终止,它们仍可以保持自己的状态。这种存储方式的技巧在于:把对
象转化成可以存放在其它媒介上的事物,在需要时,可恢复成常规的、基于 RAM 的
对象。Java提供对轻量级持久化(lightweight persistence)的支持,未来的 Java版
本可能会为持久化提供更全面的解决方案。
本文介绍了Java编程语言中对象的存储位置与引用操纵的概念。详细解释了六种不同类型的存储区域,包括寄存器、堆栈、堆、静态存储、常量存储及非RAM存储,并探讨了如何通过引用在Java中操纵对象。
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