软件构造笔记（八）---PPT第四讲

数据类型与类型检查

• 数据类型
• 静态/动态类型检查
• • 静态类型检查
  • • 原理
    • 种类
  • 动态类型检查
  • • 种类
  • 两者关系
• 可变/不变的数据类型
• • 不变的数据类型
  • • final
    • String
    • 特点
  • 可变的数据类型
  • • StringBuilder
    • 特点
    • 解决可变类型不安全的方法
• Snapshot理解数据类型

数据类型

基本数据类型/对象数据类型

静态/动态类型检查

静态类型检查

原理

   可在编译阶段发现错误，避免了将错误带入到运行阶段，可提高程序正确性/健壮性。

   Java是静态类型语言，所有变量的类型在编译时(在程序运行之前)都是已知的，因此编译器也可以推导出所有表达式的类型。如果a和b被声明为int型，那么编译器得出a+b也是int型。

   比如，如果输入"a"*“b”，尝试将两个字符串相乘，然后静态类型检查将在编程时捕获此错误，而不是在执行期间等待到达该行。

种类

1.Syntax errors 语法错误

2.Wrong names 类名/ 函数名错误：比如Math.sine(2)，正确的名字是sin

3.Wrong number of arguments 参数数目错误，比如Math.sin(30, 20) .

4.Wrong argument types 参数类型错误, like Math.sin(“30”) .

5.Wrong return types 返回值类型错误, like return “30”，但是这个函数应该返回int

动态类型检查

种类

1.Illegal argument values 非法的参数值：例如，整数表达式x/y只有在y实际上为零时才错误;否则它的工作原理。在这个表达式中，除以0不是静态误差，而是动态误差。

2.Unrepresentable return values 非法的返回值：当特定的返回值不能在类型中表示时。

3.Out-of-range indexes 越界：在字符串上使用负数或太大的索引。

4.Calling a method on a null object reference. 空指针

两者关系

   静态检查倾向于与变量的特定值无关的类型和错误有关。静态类型保证一个变量会有这个集合中的一些值，但是我们直到运行时才知道它的确切值。因此，如果错误只会由某些值引起，如除0或索引超出范围，那么编译器不会引发关于它的静态错误。

   相比之下，动态检查往往是关于特定值引起的错误。

静态检查：关于“类型”的检查，不考虑值

动态检查：关于“值”的检查

可变/不变的数据类型

改变一个变量：将该变量指向另一个值的存储空间

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。

不变的数据类型

不变对象：一旦被创建，始终指向同一个值/引用

如果是引用类型，也可以是不变的：一旦确定其指向的对象，不能再被改变

final

final int a = 5;

1.final类无法派生子类

2.final变量无法改变值/引用

3.final方法无法被子类重写

String

特点

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)

优点：安全

可变的数据类型

可变对象：拥有方法可以修改自己的值/引用

StringBuilder

特点

优点：可变类型最少化拷贝以提高效率

缺点：不安全

比如

public static int sum(List<Integer> list) {
		int sum = 0;
		for(int x: list) {
			sum += x;
		}
		return sum;
	}
	
	public static int sumAbsolute(List<Integer> list) {
		for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
			list.set(i, Math.abs(list.get(i)));
		}
		return sum(list);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> myData = Arrays.asList(-5, -3, -2);
		System.out.println(sumAbsolute(myData));
		System.out.println(sum(myData));
	}
           

最后输出结果为

10

10

因为可变类型导致list的值发生变化

解决可变类型不安全的方法

进行防御式拷贝

Snapshot理解数据类型

基本类型

对象类型

对象值是一个按其类型标记的圆。

可变对象

不可变对象：用双线椭圆

String s = “a”;

s = s + “b”;

不可变的引用：用双线箭头