# 2.2 所有对象都必须创建 创建引用时，我们希望它同一个新对象连接。通常用`new`关键字达到这一目的。`new`的意思是：“把我变成这些对象的一种新类型”。所以在上面的例子中，可以说： ``` String s = new String("asdf"); ``` 它不仅指出“将我变成一个新字符串”，也通过提供一个初始字符串，指出了“如何生成这个新字符串”。 当然，字符串（`String`）并非唯一的类型。Java配套提供了数量众多的现成类型。对我们来讲，最重要的就是记住能自行创建类型。事实上，这应是Java程序设计的一项基本操作，是继续本书后余部分学习的基础。 ## 2.2.1 保存到什么地方 程序运行时，我们最好对数据保存到什么地方做到心中有数。特别要注意的是内存的分配。有六个地方都可以保存数据： (1) 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何踪迹。 (2) 栈。驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域，但可通过它的“栈指针”获得处理的直接支持。栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java编译器必须准确地知道栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些Java数据要保存在栈里——特别是对象引用，但Java对象并不放到其中。 (3) 堆。一种常规用途的内存池（也在RAM区域），其中保存了Java对象。和栈不同，“内存堆”或“堆”（Heap）最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new命令编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间！ (4) 静态存储。这儿的“静态”（`Static`）是指“位于固定位置”（尽管也在RAM里）。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用`static`关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但Java对象本身永远都不会置入静态存储空间。 (5) 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的，因为它们永远都不会改变。有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器（ROM）。 (6) 非RAM存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固定对象”。对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给另一台机器。而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对于这些类型的数据存储，一个特别有用的技巧就是它们能存在于其他媒体中。一旦需要，甚至能将它们恢复成普通的、基于RAM的对象。Java 1.1提供了对Lightweight persistence的支持。未来的版本甚至可能提供更完整的方案。 ## 2.2.2 特殊情况：基本类型 有一系列类需特别对待；可将它们想象成“基本”、“主要”或者“主”（Primitive）类型，进行程序设计时要频繁用到它们。之所以要特别对待，是由于用`new`创建对象（特别是小的、简单的变量）并不是非常有效，因为`new`将对象置于“堆”里。对于这些类型，Java采纳了与C和C++相同的方法。也就是说，不是用`new`创建变量，而是创建一个并非引用的“自动”变量。这个变量容纳了具体的值，并置于栈中，能够更高效地存取。 Java决定了每种主要类型的大小。就象在大多数语言里那样，这些大小并不随着机器结构的变化而变化。这种大小的不可更改正是Java程序具有很强移植能力的原因之一。 | 基本类型 | 大小 | 最小值 | 最大值 | 包装器类型 | |---------|---------|-----------|----------------|------------| | `boolean` | 1-bit | – | – | `Boolean` | | `char` | 16-bit | Unicode 0 | Unicode 216- 1 | `Character` | | `byte` | 8-bit | -128 | +127 | `Byte`[11] | | `short` | 16-bit | -215 | +215 – 1 | `Short`1 | | `int` | 32-bit | -231 | +231 – 1 | `Integer` | | `long` | 64-bit | -263 | +263 – 1 | `Long` | | `float` | 32-bit | IEEE754 | IEEE754 | `Float` | | `double` | 64-bit | IEEE754 | IEEE754 | `Double` | | `void` | – | – | – | `Void`1 | ①：到Java 1.1才有，1.0版没有。 数值类型全都是有符号（正负号）的，所以不必费劲寻找没有符号的类型。 主数据类型也拥有自己的“包装器”（wrapper）类。这意味着假如想让堆内一个非主要对象表示那个基本类型，就要使用对应的包装器。例如： ``` char c = 'x'; Character C = new Character('c'); ``` 也可以直接使用： ``` Character C = new Character('x'); ``` 这样做的原因将在以后的章节里解释。 **1. 高精度数字** Java 1.1增加了两个类，用于进行高精度的计算：`BigInteger`和`BigDecimal`。尽管它们大致可以划分为“包装器”类型，但两者都没有对应的“基本类型”。 这两个类都有自己特殊的“方法”，对应于我们针对基本类型执行的操作。也就是说，能对`int`或`float`做的事情，对`BigInteger`和`BigDecimal`一样可以做。只是必须使用方法调用，不能使用运算符。此外，由于牵涉更多，所以运算速度会慢一些。我们牺牲了速度，但换来了精度。 `BigInteger`支持任意精度的整数。也就是说，我们可精确表示任意大小的整数值，同时在运算过程中不会丢失任何信息。 `BigDecimal`支持任意精度的定点数字。例如，可用它进行精确的币值计算。 至于调用这两个类时可选用的构造器和方法，请自行参考联机帮助文档。 ## 2.2.3 Java的数组 几乎所有程序设计语言都支持数组。在C和C++里使用数组是非常危险的，因为那些数组只是内存块。若程序访问自己内存块以外的数组，或者在初始化之前使用内存（属于常规编程错误），会产生不可预测的后果（注释②）。 ②：在C++里，应尽量不要使用数组，换用标准模板库（Standard TemplateLibrary）里更安全的容器。 Java的一项主要设计目标就是安全性。所以在C和C++里困扰程序员的许多问题都未在Java里重复。一个Java可以保证被初始化，而且不可在它的范围之外访问。由于系统自动进行范围检查，所以必然要付出一些代价：针对每个数组，以及在运行期间对索引的校验，都会造成少量的内存开销。但由此换回的是更高的安全性，以及更高的工作效率。为此付出少许代价是值得的。 创建对象数组时，实际创建的是一个引用数组。而且每个引用都会自动初始化成一个特殊值，并带有自己的关键字：`null`（空）。一旦Java看到`null`，就知道该引用并未指向一个对象。正式使用前，必须为每个引用都分配一个对象。若试图使用依然为null的一个引用，就会在运行期报告问题。因此，典型的数组错误在Java里就得到了避免。 也可以创建基本类型数组。同样地，编译器能够担保对它的初始化，因为会将那个数组的内存划分成零。 数组问题将在以后的章节里详细讨论。