-- 作者：wangxinxin
-- 發(fā)布時(shí)間：2010-12-10 15:13:24
-- C++與Java語言及其開發(fā)工具 （2）
在Java中,對(duì)變量和方法的訪問控制是通過訪問修飾符來實(shí)現(xiàn)的。Java定義了4種
訪問級(jí)別:公共(public)、受保護(hù)(protected)、私有(private)和友好(friendly)。
公共類型的方法及變量可從任意類進(jìn)行訪問;受保護(hù)類型的方法及變量只能從當(dāng)前
類及其子類訪問;私有類型的方法及變量則只能從當(dāng)前類訪問。如果未給出這三種
類型中任意一種的顯式說明 ,表明相應(yīng)的方法或變量屬于"友好"類型,從而可由屬
于同一"包"(package)內(nèi)的所有類進(jìn)行訪問。在Java內(nèi),"包"是一個(gè)單獨(dú)的編譯單
位,它是具有某種共性的類所組成的集合。通過定義包這個(gè)單位,可實(shí)現(xiàn)相關(guān)對(duì)象
之間的相互訪問,同時(shí)把這些對(duì)象與包之外的其它對(duì)象隔離。
面向?qū)ο蟮木幊虣C(jī)制是Java的一個(gè)極為重要的方面。在Java內(nèi),如果不創(chuàng)建新類,
就無法創(chuàng)建應(yīng)用程序。Java定義了一個(gè)特殊的超類Object,用戶創(chuàng)建的類都是Object
的子類。J ava程序既可在解釋器內(nèi)也可在瀏覽器內(nèi)運(yùn)行,但無論采用哪種方式,都
必須先創(chuàng)建一個(gè)類實(shí)例,然后才能提交運(yùn)行。此外,利用繼承機(jī)制,用戶還可充分利
用各種超類提供的功能。
2. 與C++的差別
盡管C++程序員可以相對(duì)容易地掌握J(rèn)ava編程,但他們?nèi)匀槐仨毧朔䦶腃++帶來的一
些舊習(xí)慣。Java取消了C++中的如下特性或功能:
·結(jié)構(gòu)或指針 ·#define語句
·指針 ·多重繼承
·獨(dú)立的函數(shù) ·GOTO語句
·操作符重載 ·自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換
Java不支持結(jié)構(gòu)和指針,而且取消了C++中的#define或#typedef語句和頭文件。
事實(shí)上,constant和typedef這兩條語句包含了#define語句的作用。現(xiàn)在,結(jié)構(gòu)和
聯(lián)合已經(jīng)被Java的類所代替。刪除這些特性的原因是:由于其希望維持與C語言的
向后兼容性,C ++的語言規(guī)范包含了大量冗余。比如,類實(shí)際上就已經(jīng)包括了結(jié)構(gòu)
和聯(lián)合的作用,因此這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全可以取消。關(guān)于#define語句,Java語言規(guī)
范的制訂者認(rèn)為:盡管該語句的出發(fā)點(diǎn)是為了增強(qiáng)程序的可讀性,但實(shí)際效果卻恰
恰相反,它常常導(dǎo)致難讀的代碼,故應(yīng)該予以取消。Java不再支持獨(dú)立函數(shù),因此任
何函數(shù)都必須封裝到某個(gè)類中。由于人們普遍認(rèn)為, C++所用的超類是非常不穩(wěn)定
的,因此Java拋棄了C++中的多繼承并代之以接口。Java的接口指的是,在別的類看
來一個(gè)類所能實(shí)現(xiàn)的方法。它所顯示的只是一個(gè)類的方法或常量和變量 ,而不是
這個(gè)類的全部結(jié)構(gòu)。
最后,Java還取消了C++中的GOTO語句、操作符重載、自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換及指針數(shù)據(jù)類
型。 GOTO語句引起的爭議已經(jīng)有很多年了,可一直陰魂不散,這跟某些程序員對(duì)該
語句一直情有獨(dú)鐘有關(guān)。C++仍然支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,但Java要求編程人員
顯式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換。自動(dòng)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換使得兩個(gè)數(shù)據(jù)類型互不兼容的
變量可以相互賦值,而不需要給出顯式說明。這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些問題,其中最常見
的是精確度損失。比方說,如果把一個(gè)帶符號(hào)的32位整數(shù)賦給一個(gè)無符號(hào)整數(shù),則
所有的結(jié)果均為正數(shù)。Java的設(shè)計(jì)者們認(rèn)為這很容易引起程序錯(cuò)誤,從而決定不支
持這種轉(zhuǎn)換方式。
某些C和C++程序員也許會(huì)覺得遺憾,因?yàn)镴ava不再支持他們非常愿意使用的指針類
型。但我們都知道,指針是調(diào)試程序時(shí)使人最感頭痛的地方之一。Java的設(shè)計(jì)者們
認(rèn)為,由于Ja va取消結(jié)構(gòu)類型并且把數(shù)組封裝到了對(duì)象里面,指針已經(jīng)不再有用武
之地。但有些C和C++高級(jí)編程人員可能仍然需要一段時(shí)間才能走出指針的陰影。
因?yàn)橹羔樀挠梅ūM管很難掌握,可一旦掌握了其使用技巧,就會(huì)讓人感到它的功能
的確非常強(qiáng)大。作為一種面向分布式計(jì)算環(huán)境的編程語言,Java放棄對(duì)指針的支持
是非常順理成章的,因?yàn)橹挥羞@樣,才可能產(chǎn)生一種穩(wěn)可能產(chǎn)生一種穩(wěn)定、高效而
且安全的代碼。
3. 內(nèi)存管理和線索
Java語言帶來的好處還在于其自動(dòng)內(nèi)存管理和線索控制。在C和C++中,內(nèi)存必須用
free、 malloc和其它許多內(nèi)存管理標(biāo)準(zhǔn)庫管理。因此,系統(tǒng)要了解何時(shí)分配、釋
放內(nèi)存并且跟蹤所有的內(nèi)存使用情況是非常困難的。如果要在C和C++中實(shí)現(xiàn)線索
功能,必須使用一個(gè)可對(duì)線索進(jìn)行各種控制的類庫。而在Java中,盡管線索仍然需
要類的支持,但系統(tǒng)卻在語言級(jí)包括了線索同步機(jī)制。
Java具有內(nèi)嵌的內(nèi)存管理程序。一旦創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象,Java的運(yùn)行系統(tǒng)就開始跟蹤
這個(gè)對(duì)象,直到不再需要跟蹤該對(duì)象的所有引用為止。當(dāng)某個(gè)對(duì)象不存在相應(yīng)的引
用時(shí),Java把這個(gè)對(duì)象放到一個(gè)用于垃圾搜集的棧內(nèi)。為在性能損失最小的情況下
提供自動(dòng)垃圾搜集機(jī)制,這個(gè)垃圾搜集程序?qū)⒃诤笈_(tái)或作為低優(yōu)先級(jí)線索運(yùn)行。這
樣,Java的垃圾搜集軟件將在前臺(tái)線索的執(zhí)行期間抽空?qǐng)?zhí)行,或者在系統(tǒng)顯式提出
需要使用那些被已經(jīng)死亡的類所占用的內(nèi)存空間時(shí)執(zhí)行。
從后臺(tái)內(nèi)存管理程序可以很明顯地看出,多線索的確可以增強(qiáng)Java環(huán)境的相對(duì)性能。
鑒于多線索的重要性,Java在語言級(jí)提供了線索同步機(jī)制,使多線索成為一種內(nèi)嵌
特性。Java 語言支持針對(duì)方法的同步修飾符,并通過該修飾符來指明線索的運(yùn)行
順序。此外,Java還能控制方法與實(shí)例變量的相互作用機(jī)制,確保了各方法之間在
修改數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沖突。
Java的內(nèi)存管理和線索支持還具有使Java語言簡單化的作用。正是由于把內(nèi)存管
理任務(wù)嵌入到了Java環(huán)境,Java語言才可以取消指針數(shù)據(jù)類型、malloc和free函
數(shù)。這樣,程序員就可以把更多的時(shí)間化在真正的編程工作上,而不是去跟蹤調(diào)試
與內(nèi)存使用相關(guān)的程序錯(cuò)誤。正是由于其多線索機(jī)制,Java才可以為一個(gè)可移植
的解釋系統(tǒng)提供較高的性能。
Java語言非常適合于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(尤其是Internet)上的高性能、分布式計(jì)算環(huán)
境。雖然個(gè)人機(jī)系統(tǒng)未必可以看作是高性能的,但目前的個(gè)人機(jī)已經(jīng)具有相當(dāng)好
的性能。再者, 目前幾乎所有操作系統(tǒng)均提供了各種高級(jí)特性,如內(nèi)嵌的聯(lián)網(wǎng)功
能和真正的多任務(wù)、多線索支持等。然而在幾年前,這些功能還只有昂貴的UNIX
工作站才能提供。有了這些軟硬件基礎(chǔ) ,加上Java的簡單易學(xué)及面向?qū)ο筇匦?
未來的程序員將可以在聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人機(jī)上開發(fā)適合于在各種硬件和軟件平臺(tái)上
發(fā)布的高級(jí)"內(nèi)容"。
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