1 说明

本系列文章默认读者对C/C++比较熟悉，对面向对象编程也有一定的经验，而后转向使用Java。本文重点对遇到的相关或相似点，与C/C++进行比较，避免后续长期受到C/C++的一些概念影响引起混淆。本文不会对Java语言、语法方面进行讲述。

2 一些概念

这里讲解包、类、方法、继承等概念，以及基本数据类型与C++的区别。

2.1 类与方法(Class and Method)

就像UNIX宣称一切都是文件一样，Java宣称一切都是对象！

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类是Java的最基本构成单元，与C++不同的是：

• 一个C++程序可以不定义任何类，而Java程序至少要有一个类
• C++的全局变量和函数（方法）可以独立于类之外，Java则不可以，每个变量和方法总要归属于某一个类

• Java不象C++那样把类的定义与实现分别放在.h和.cpp文件中，而是写在同一个.java文件中。
• Java中不存在友元这样的概念

Java的方法与C++的类成员方法相似，也区分静态方法与非静态方法，方法也支持重载。但不同的是，Java的方法不可以有默认参数。

2.2 包 (package)

Java的包有点如C++的namespace，用来划分命名空间。不过Java包同时对应于源码目录组织方式。这样一来，package就将逻辑名称管理与源代码目录管理统一起来了。后来的语言，如C#, python, Go都采用这样的包管理方式。

2.3 接口、继承与多态

C++支持多重继承，Java的一个类只可以有一个基类。但是，Java引用接口(interface)的概念，接口可以看成是C++中一种特殊的抽象类，所有的方法都是纯虚函数，没有任何非静态成员变量。

在C++中，期望达到多态目的的方法，要在基类中定义为虚函数，而在Java中没有虚函数的概念，因为全都是虚函数，全部都是晚绑定。

Java中也没有C++里的虚拟继承、私有继承和保护继承这些难以理解的概念。

2.4 基本数据类型

如C/C++一样，Java也内置基本数据类型：

逻辑类型：boolean
整数类型：byte, short, int, long
浮点类型：float, double
字符类型：char

值得注意的地方有：

• 这些内置基本数据类型都是定长的，与硬件平台、操作系统无关，由JVM自行屏蔽。
• 整数类型全部都是有符号的，不存在无符号数
• char类型与 C/C++中的char完全不同，它是占两个字节，其存储的数据是对应字符的unicode数值。

2.5 弱化后的指针——引用

指针是C/C++爱好者的神兵利器，也让更多的人有如在荆棘中裸奔。实是一把双刃剑！

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在C/C++中，其实我们并不害怕空指针，害怕的是“野指针”。

• 一个指针忘记赋初始了，那是一个天然的野指针
• 对一个合法指针做加、减运算，不小心过界了，飞到别的内存区域里了
• 保存指针自身的内存空间被释放了，指针的值被别人覆盖写了，谁也不知道指向哪儿去了
• 指针指向的空间（对象）是在栈中分配的，已经被释放了
• ……

为此，java的引用相对于C/C++的指针有很多限制来防止这些问题：

• 如果一个引用未初始化，是编译不过的；类的成员引用变量自动初始化为空指针null
• 引用类型强制转换，运行时会自动进行类型匹配，如果不能转化，会抛出运行时异常
• 引用不能进行加、减运算
• 引用只能指向对象类型，而不能指针内置基本数据类型
• 对象只能从堆里new出来，不存在栈内对象，由GC负责管理对象的回收，如果你还持有引用，这个对象不会被释放

2.6 强化后的数组

在C/C++中的数组，实际上是其地址对程序员可见的一块连续内存，操作越界那是分分钟的事。

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就像Java宣称的那样，数组其实也是一个对象，你不再能直接看到内存，只能老老实实的通过对象接口来访问数组，当你试图访问越界，会直接抛出运行时异常，因此Java里实不会有《过界男女》。

2.7 C/C++的const VS. Java的final

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Java中的final关键字与C/C++的const部分意思一样，但部分意思又不一样，我列举一下大概使用场景如下：

• 修饰一个简单变量，这种场景与C/C++中的const意义是一样的。比如下面的代码表示变量a的值不可改变，也就是常量。

final int a = 5;

• 修饰一个引用，与C/C++中const修饰指针之一意义相同，在C/C++中，const与指针的位置关系有下面三种：

int a = 5;
const int *p = &a;  // (1)
int const *p = &a;  // (2)
int * const p = &a; // (3)

其中(1)与(2)是相同的，但与(3)不同，而java中final修饰引用的方式是：

final Object o = new Object();

相当于C/C++中的第(3)种const用法，也就是o不能改变，不能指向其它对象了。

• 修饰一个函数，这个与C/C++的const修饰函数完全不同。
  Java中没有函数是孤立于类之外的，而final能修饰的只能是非静态static函数，意思是此函数不能被子类覆盖override。

• 修饰一个类，表示这个类不能被继承extends。

2.8 Java之泛型

Java的泛型相对于C++的泛型很很大的差别，或者说弱小一些。在Java1.5以前，是没有泛型的，设计上或者认为不需要。Java所有的类都有共同的祖先Object，那时的容器是这样设计与使用的，比如在使用List与ArrayList时：

List strs = new ArrayList();
strs.add("hello");
strs.add("world");
...
...
String first = (String)strs.get(0);
...

这个容器List是设计成存放Object类的对象的，而由于其它类都是Object类的子类，所以也可以放入此容器。但在获取容器中的元素就有一点麻烦了，要么在编程上有约定，里面放入的肯定是期望的类型String，要么就要运行时识别，比较麻烦，如下面的代码：

Object o = strs.get(0);
if (o instanceof String)
{
    String first = (String)o;
    // 正常处理
}
else
{
    // 异常处理
}

其实在编程过程中，向下类型转化是比较不好的一种方式。在Java1.5引用泛型之后，其实也仅仅是解决了这个问题。
有了泛型之后，上面的程序就可以写成这样：

List<String> strs = new ArrayList<String>();
strs.add("hello");
strs.add("world");
...
...
String first = strs.get(0);
...

上面代码中的strs是List<String>类型的，如果向里面add非String类型的对象，会有编译错误，后面在读取其中的元素时，就不必强转，也不必判断类型，肯定是String，因为编译检查来保证了。
但是在运行时，泛型是被擦除了的，运行时strs只能判断出自己是一个List或ArrayList与String没有半毛钱的关系。

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