Java 中的语法糖 (Syntactic Sugar)

Posted by 李小武 on September 18, 2011

语法糖(Syntactic Sugar),也叫糖衣语法,是英国计算机科学家彼得·约翰·兰达(Peter J. Landin)发明的一个术语。指的是,在计算机语言中添加某种语法,这种语法能使程序员更方便的使用语言开发程序,同时增强程序代码的可读性,避免出错的机会;但是这种语法对语言的功能并没有影响。

Java中的泛型,变长参数,自动拆箱/装箱,条件编译等都是,下面做简单的介绍和分析。

泛型

与C#中的泛型相比,Java的泛型可以算是“伪泛型”了。在C#中,不论是在程序源码中、在编译后的中间语言,还是在运行期泛型都是真实存在的。Java则不同,Java的泛型只在源代码存在,只供编辑器检查使用,编译后的字节码文件已擦除了泛型类型,同时在必要的地方插入了强制转型的代码。

泛型代码:

public static void main(String[] args) {  
    List<String> stringList = new ArrayList<String>();  
    stringList.add("oliver");  
    System.out.println(stringList.get(0));  
}  

将上面的代码的字节码反编译后:

public static void main(String args[])  
{  
    List stringList = new ArrayList();  
    stringList.add("oliver");  
    System.out.println((String)stringList.get(0));  
}  

自动拆箱/装箱

自动拆箱/装箱是在编译期,依据代码的语法,决定是否进行拆箱和装箱动作。

装箱过程:把基本类型用它们对应的包装类型进行包装,使基本类型具有对象特征。

拆箱过程:与装箱过程相反,把包装类型转换成基本类型。

需要注意的是:包装类型的“==”运算在没有遇到算数运算符的情况下不会自动拆箱,而其包装类型的equals()方法不会处理数据类型转换,所以:

Integer a = 1;  
Integer b = 1;  
Long c = 1L;  
System.out.println(a == b);  
System.out.println(c.equals(a));  

这样的代码应该尽量避免自动拆箱与装箱。

循环历遍(foreach)

语法:

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();  
for(Integer num : list){  
    System.out.println(num);  
}  

Foreach要求被历遍的对象要实现Iterable接口,由此可想而知,foreach迭代也是调用底层的迭代器实现的。反编译上面源码的字节码:

List list = new ArrayList();  
Integer num;  
Integer num;  
for (Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(num)){  
    num = (Integer) iterator.next();  
}  

条件编辑

很多编程语言都提供了条件编译的途径,C,C++中使用#ifdef。Java语言并没有提供这种预编译功能,但是Java也能实现预编译。

if(true){  
    System.out.println("oliver");  
}else{  
    System.out.println("lee");  
}  

这段代码的字节码反编译后只有一条语句:

System.out.println("oliver");  

在编译器中,将会把分支不成立的代码消除,这一动作发生在编译器解除语法糖阶段。 所以说,可以利用条件语句来实现预编译。

枚举

枚举类型其实并不复杂,在JVM字节码文件结构中,并没有“枚举”这个类型。

其实源程序的枚举类型,会在编译期被编译成一个普通了类。利用继承和反射,这是完全可以做到的。

看下面一个枚举类:

public enum EnumTest {  
    OLIVER,LEE;  
}  

反编译字节码后:

public final class EnumTest extends Enum {  
    private EnumTest(String s, int i) {  
        super(s, i);  
    }  
    public static EnumTest[] values() {  
        EnumTest aenumtest[];  
        int i;  
        EnumTest aenumtest1[];  
        System.arraycopy(aenumtest = ENUM$VALUES, 0,  
                aenumtest1 = new EnumTest[i = aenumtest.length], 0, i);  
        return aenumtest1;  
    }  
    public static EnumTest valueOf(String s) {  
        return (EnumTest) Enum.valueOf(EnumTest, s);  
    }  
    public static final EnumTest OLIVER;  
    public static final EnumTest LEE;  
    private static final EnumTest ENUM$VALUES[];  
    static {  
        OLIVER = new EnumTest("OLIVER", 0);  
        LEE = new EnumTest("LEE", 1);  
        ENUM$VALUES = (new EnumTest[] { OLIVER, LEE });  
    }  
}  

至于更多细节,可以参考父类Enum。

变长参数

变长参数允许我们传入到方法的参数是不固定个数。

对于这个方法:

public void foo(String str,Object...args){  
}  

我们可以这样调用:

foo("oliver");  
foo("oliver",new Object());  
foo("oliver",new Integer(1),"sss");  
foo("oliver",new ArrayList(),new Object(),true,1);  

参数args可以是任意多个。 其实,在编译阶段,args是会被编译成Object [] args。

public transient void foo(String s, Object aobj[])  
{  
}  

这样,变长参数就可以实现了。

但是要注意的是,变长参数必须是方法参数的最后一项。


除了上面介绍的语法糖,还有内部类,断言以及JDK7的switch支持字符串,自动关闭资源(在try中定义和关闭)等。

感兴趣的同学可以反编译字节码了解它们的本质。

无疑,语法糖方便了程序员的开发,提高了开发效率,提升了语法的严谨也减少了编码出错误的几率。我们不仅仅在平时的编码中依赖语法糖,更要看清语法糖背后程序代码的真实结构,这样才能更好的利用它们。