diff --git a/docs/java/basis/bigdecimal.md b/docs/java/basis/bigdecimal.md index b76bc64d..b224ff00 100644 --- a/docs/java/basis/bigdecimal.md +++ b/docs/java/basis/bigdecimal.md @@ -7,13 +7,7 @@ tag: 《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到：“为了避免精度丢失，可以使用 `BigDecimal` 来进行浮点数的运算”。 -这篇文章，我就简单解释一下浮点数运算出现精度丢失的原因以及 `BigDecimal` 的常见用法，希望对大家有帮助！ - -## BigDecimal 介绍 - -`BigDecimal` 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。通常情况下，大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景（比如涉及到钱的场景）都是通过 `BigDecimal` 来做的。 - -纳尼，浮点数的运算竟然还会有精度丢失的风险吗？确实会！ +浮点数的运算竟然还会有精度丢失的风险吗？确实会！ 示例代码： @@ -44,25 +38,19 @@ System.out.println(a == b);// false 关于浮点数的更多内容，建议看一下[计算机系统基础（四）浮点数](http://kaito-kidd.com/2018/08/08/computer-system-float-point/)这篇文章。 -## BigDecimal 的用处 +## BigDecimal 介绍 -《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到：**浮点数之间的等值判断，基本数据类型不能用==来比较，包装数据类型不能用 equals 来判断。** +`BigDecimal` 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。 + +通常情况下，大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景（比如涉及到钱的场景）都是通过 `BigDecimal` 来做的。 + +《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到：**浮点数之间的等值判断，基本数据类型不能用 == 来比较，包装数据类型不能用 equals 来判断。** ![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/javaguide/image-20211213101646884.png) -具体原因我们在上面已经详细介绍了，这里就不多提了，我们下面直接上实例： +具体原因我们在上面已经详细介绍了，这里就不多提了。 -```java -float a = 1.0f - 0.9f; -float b = 0.9f - 0.8f; -System.out.println(a);// 0.100000024 -System.out.println(b);// 0.099999964 -System.out.println(a == b);// false -``` - -从输出结果就可以看出发生精度丢失的问题。 - -想要解决这个问题也很简单，直接使用 `BigDecimal` 来定义浮点数的值，再进行浮点数的运算操作即可。 +想要解决浮点数运算精度丢失这个问题，可以直接使用 `BigDecimal` 来定义浮点数的值，然后再进行浮点数的运算操作即可。 ```java BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); @@ -72,13 +60,19 @@ BigDecimal c = new BigDecimal("0.8"); BigDecimal x = a.subtract(b); BigDecimal y = b.subtract(c); -System.out.println(x); /* 0.1 */ -System.out.println(y); /* 0.1 */ -System.out.println(Objects.equals(x, y)); /* true */ +System.out.println(x.compareTo(y));// 0 ``` ## BigDecimal 常见方法 +### 创建 + +我们在使用 `BigDecimal` 时，为了防止精度丢失，推荐使用它的`BigDecimal(String val)`构造方法或者 `BigDecimal.valueOf(double val)` 静态方法来创建对象。 + +《阿里巴巴 Java 开发手册》对这部分内容也有提到，如下图所示。 + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/javaguide/image-20211213102222601.png) + ### 加减乘除 `add` 方法用于将两个 `BigDecimal` 对象相加，`subtract` 方法用于将两个 `BigDecimal` 对象相减。`multiply` 方法用于将两个 `BigDecimal` 对象相乘，`divide` 方法用于将两个 `BigDecimal` 对象相除。 @@ -144,13 +138,33 @@ BigDecimal n = m.setScale(3,RoundingMode.HALF_DOWN); System.out.println(n);// 1.255 ``` -## BigDecimal 的使用注意事项 +## BigDecimal 等值比较问题 -注意：我们在使用 `BigDecimal` 时，为了防止精度丢失，推荐使用它的`BigDecimal(String val)`构造方法或者 `BigDecimal.valueOf(double val)` 静态方法来创建对象。 +《阿里巴巴 Java 开发手册》中提到： -《阿里巴巴 Java 开发手册》对这部分内容也有提到，如下图所示。 +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/github/javaguide/java/basis/image-20220714161315993.png) -![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/javaguide/image-20211213102222601.png) +`BigDecimal` 使用 `equals()` 方法进行等值比较出现问题的代码示例： + +```java +BigDecimal a = new BigDecimal("1"); +BigDecimal b = new BigDecimal("1.0"); +System.out.println(a.equals(b));//false +``` + +这是因为 `equals()` 方法不仅仅会比较值的大小（value）还会比较精度（scale），而 `compareTo()` 方法比较的时候会忽略精度。 + +1.0 的 scale 是 1，1 的 scale 是 0，因此 `a.equals(b)` 的结果是 false。 + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/github/javaguide/java/basis/image-20220714164706390.png) + +`compareTo()` 方法可以比较两个 `BigDecimal` 的值，如果相等就返回 0，如果第 1 个数比第 2 个数大则返回 1，反之返回-1。 + +```java +BigDecimal a = new BigDecimal("1"); +BigDecimal b = new BigDecimal("1.0"); +System.out.println(a.compareTo(b));//0 +``` ## BigDecimal 工具类分享 @@ -342,4 +356,3 @@ public class BigDecimalUtil { 浮点数没有办法用二进制精确表示，因此存在精度丢失的风险。 不过，Java 提供了`BigDecimal` 来操作浮点数。`BigDecimal` 的实现利用到了 `BigInteger` （用来操作大整数）, 所不同的是 `BigDecimal` 加入了小数位的概念。 - diff --git a/docs/java/basis/java-basic-questions-01.md b/docs/java/basis/java-basic-questions-01.md index 71d57d38..0ecb8c17 100644 --- a/docs/java/basis/java-basic-questions-01.md +++ b/docs/java/basis/java-basic-questions-01.md @@ -56,7 +56,7 @@ JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有 > HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法，根据二八定律，消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码（热点代码），而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化，因此执行的次数越多，它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation)，它是直接将字节码编译成机器码，这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。 -### 为什么不全部使用AOT呢？ +### 为什么不全部使用 AOT 呢？ AOT 可以提前编译节省启动时间，那为什么不全部使用这种编译方式呢？ @@ -107,19 +107,19 @@ AOT 可以提前编译节省启动时间，那为什么不全部使用这种编 6. Oracle JDK 使用 BCL/OTN 协议获得许可，而 OpenJDK 根据 GPL v2 许可获得许可。 ->既然 Oracle JDK 这么好，那为什么还要有 OpenJDK？ +> 既然 Oracle JDK 这么好，那为什么还要有 OpenJDK？ > ->答： +> 答： > ->1. OpenJDK 是开源的，开源意味着你可以对它根据你自己的需要进行修改、优化，比如 Alibaba 基于 OpenJDK 开发了 Dragonwell8：[https://github.com/alibaba/dragonwell8](https://github.com/alibaba/dragonwell8) +> 1. OpenJDK 是开源的，开源意味着你可以对它根据你自己的需要进行修改、优化，比如 Alibaba 基于 OpenJDK 开发了 Dragonwell8：[https://github.com/alibaba/dragonwell8](https://github.com/alibaba/dragonwell8) > ->2. OpenJDK 是商业免费的（这也是为什么通过 yum 包管理器上默认安装的 JDK 是 OpenJDK 而不是 Oracle JDK）。虽然 Oracle JDK 也是商业免费（比如 JDK 8），但并不是所有版本都是免费的。 +> 2. OpenJDK 是商业免费的（这也是为什么通过 yum 包管理器上默认安装的 JDK 是 OpenJDK 而不是 Oracle JDK）。虽然 Oracle JDK 也是商业免费（比如 JDK 8），但并不是所有版本都是免费的。 > ->3. OpenJDK 更新频率更快。Oracle JDK 一般是每 6 个月发布一个新版本，而 OpenJDK 一般是每 3 个月发布一个新版本。（现在你知道为啥 Oracle JDK 更稳定了吧，先在 OpenJDK 试试水，把大部分问题都解决掉了才在 Oracle JDK 上发布） +> 3. OpenJDK 更新频率更快。Oracle JDK 一般是每 6 个月发布一个新版本，而 OpenJDK 一般是每 3 个月发布一个新版本。（现在你知道为啥 Oracle JDK 更稳定了吧，先在 OpenJDK 试试水，把大部分问题都解决掉了才在 Oracle JDK 上发布） > > 基于以上这些原因，OpenJDK 还是有存在的必要的！ - ![oracle jdk release cadence](./images/oracle-jdk-release-cadence.jpg) +![oracle jdk release cadence](./images/oracle-jdk-release-cadence.jpg) 🌈 拓展一下： @@ -148,13 +148,15 @@ AOT 可以提前编译节省启动时间，那为什么不全部使用这种编 Java 中的注释有三种： -1. 单行注释 +1. **单行注释** ：通常用于解释方法内某单行代码的作用。 -2. 多行注释 +2. **多行注释** ：通常用于解释一段代码的作用。 -3. 文档注释 +3. **文档注释** ：通常用于生成 Java 开发文档。 +用的比较多的还是单行注释和文档注释，多行注释在实际开发中使用的相对较少。 +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/github/javaguide/java/basis/image-20220714112336911.png) 在我们编写代码的时候，如果代码量比较少，我们自己或者团队其他成员还可以很轻易地看懂代码，但是当项目结构一旦复杂起来，我们就需要用到注释了。注释并不会执行(编译器在编译代码之前会把代码中的所有注释抹掉,字节码中不保留注释)，是我们程序员写给自己看的，注释是你的代码说明书，能够帮助看代码的人快速地理清代码之间的逻辑关系。因此，在写程序的时候随手加上注释是一个非常好的习惯。 @@ -179,14 +181,6 @@ Java 中的注释有三种： > if (employee.isEligibleForFullBenefits()) > ``` -### 字符型常量和字符串常量的区别? - -1. **形式** : 字符常量是单引号引起的一个字符，字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符。 -2. **含义** : 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)。 -3. **占内存大小** ： 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节。 - - (**注意： `char` 在 Java 中占两个字节**) - ### 标识符和关键字的区别是什么？ 在我们编写程序的时候，需要大量地为程序、类、变量、方法等取名字，于是就有了 **标识符** 。简单来说， **标识符就是一个名字** 。 @@ -196,18 +190,18 @@ Java 中的注释有三种： ### Java 语言关键字有哪些？ | 分类 | 关键字 | | | | | | | -| :------------------- | -------- |-------- | -------- | -------- | --------| --------| -------- | -| 访问控制 | private | protected | public | | | | | +| :------------------- | -------- | ---------- | -------- | ------------ | ---------- | --------- | ------ | +| 访问控制 | private | protected | public | | | | | | 类，方法和变量修饰符 | abstract | class | extends | final | implements | interface | native | | | new | static | strictfp | synchronized | transient | volatile | enum | -| 程序控制 | break | continue | return | do | while | if | else | +| 程序控制 | break | continue | return | do | while | if | else | | | for | instanceof | switch | case | default | assert | | -| 错误处理 | try | catch | throw | throws | finally | | | -| 包相关 | import | package | | | | | | -| 基本类型 | boolean | byte | char | double | float | int | long | +| 错误处理 | try | catch | throw | throws | finally | | | +| 包相关 | import | package | | | | | | +| 基本类型 | boolean | byte | char | double | float | int | long | | | short | | | | | | | -| 变量引用 | super | this | void | | | | | -| 保留字 | goto | const | | | | | | +| 变量引用 | super | this | void | | | | | +| 保留字 | goto | const | | | | | | > Tips：所有的关键字都是小写的，在 IDE 中会以特殊颜色显示。 > @@ -217,9 +211,9 @@ Java 中的注释有三种： > - 在类，方法和变量修饰符中，从 JDK8 开始引入了默认方法，可以使用 `default` 关键字来定义一个方法的默认实现。 > - 在访问控制中，如果一个方法前没有任何修饰符，则默认会有一个修饰符 `default`，但是这个修饰符加上了就会报错。 -⚠️注意 ：虽然 `true`, `false`, 和 `null` 看起来像关键字但实际上他们是字面值，同时你也不可以作为标识符来使用。 +⚠️ 注意 ：虽然 `true`, `false`, 和 `null` 看起来像关键字但实际上他们是字面值，同时你也不可以作为标识符来使用。 -官方文档：[https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html) +官方文档：[https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/\_keywords.html](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html) ### 自增自减运算符 @@ -281,6 +275,29 @@ xixi haha ``` +### 变量 + +#### 成员变量与局部变量的区别？ + +- **语法形式** ：从语法形式上看，成员变量是属于类的，而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数；成员变量可以被 `public`,`private`,`static` 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及 `static` 所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被 `final` 所修饰。 +- **存储方式** ：从变量在内存中的存储方式来看,如果成员变量是使用 `static` 修饰的，那么这个成员变量是属于类的，如果没有使用 `static` 修饰，这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存，局部变量则存在于栈内存。 +- **生存时间** ：从变量在内存中的生存时间上看，成员变量是对象的一部分，它随着对象的创建而存在，而局部变量随着方法的调用而自动生成，随着方法的调用结束而消亡。 +- **默认值** ：从变量是否有默认值来看，成员变量如果没有被赋初始值，则会自动以类型的默认值而赋值（一种情况例外:被 `final` 修饰的成员变量也必须显式地赋值），而局部变量则不会自动赋值。 + +#### 静态变量有什么作用？ + +静态变量可以被类的所有实例共享。无论一个类创建了多少个对象，它们都共享同一份静态变量。 + +通常情况下，静态变量会被 `final` 关键字修饰成为常量。 + +#### 字符型常量和字符串常量的区别? + +1. **形式** : 字符常量是单引号引起的一个字符，字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符。 +2. **含义** : 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)。 +3. **占内存大小** ： 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节。 + +(**注意： `char` 在 Java 中占两个字节**) + ### 方法 #### 什么是方法的返回值?方法有哪几种类型？ @@ -370,7 +387,7 @@ public class Person { 静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），不允许访问实例成员（即实例成员变量和实例方法），而实例方法不存在这个限制。 -#### 重载和重写的区别 +#### 重载和重写有什么区别？ > 重载就是同样的一个方法能够根据输入数据的不同，做出不同的处理 > @@ -405,14 +422,14 @@ public class Person { 综上：**重写就是子类对父类方法的重新改造，外部样子不能改变，内部逻辑可以改变。** -| 区别点 | 重载方法 | 重写方法 | -| :--------- | :------- | :--------------------------------------------------------------- | -| 发生范围 | 同一个类 | 子类 | -| 参数列表 | 必须修改 | 一定不能修改 | -| 返回类型 | 可修改 | 子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等 | +| 区别点 | 重载方法 | 重写方法 | +| :--------- | :------- | :----------------------------------------------------------- | +| 发生范围 | 同一个类 | 子类 | +| 参数列表 | 必须修改 | 一定不能修改 | +| 返回类型 | 可修改 | 子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等 | | 异常 | 可修改 | 子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等； | -| 访问修饰符 | 可修改 | 一定不能做更严格的限制（可以降低限制） | -| 发生阶段 | 编译期 | 运行期 | +| 访问修饰符 | 可修改 | 一定不能做更严格的限制（可以降低限制） | +| 发生阶段 | 编译期 | 运行期 | **方法的重写要遵循“两同两小一大”**（以下内容摘录自《疯狂 Java 讲义》，[issue#892](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/892) ）： @@ -450,7 +467,7 @@ public class SuperSuperMan extends SuperMan { } ``` -### 什么是可变长参数？ +#### 什么是可变长参数？ 从 Java5 开始，Java 支持定义可变长参数，所谓可变长参数就是允许在调用方法时传入不定长度的参数。就比如下面的这个 `printVariable` 方法就可以接受 0 个或者多个参数。 @@ -536,8 +553,8 @@ public class VariableLengthArgument { Java 中有 8 种基本数据类型，分别为： - 6 种数字类型： - - 4 种整数型：`byte`、`short`、`int`、`long` - - 2 种浮点型：`float`、`double` + - 4 种整数型：`byte`、`short`、`int`、`long` + - 2 种浮点型：`float`、`double` - 1 种字符类型：`char` - 1 种布尔型：`boolean`。 @@ -574,7 +591,7 @@ Java 中有 8 种基本数据类型，分别为： **为什么说是几乎所有对象实例呢？** 这是因为 HotSpot 虚拟机引入了 JIT 优化之后，会对对象进行逃逸分析，如果发现某一个对象并没有逃逸到方法外部，那么就可能通过标量替换来实现栈上分配，而避免堆上分配内存 -⚠️注意 ： **基本数据类型存放在栈中是一个常见的误区！** 基本数据类型的成员变量如果没有被 `static` 修饰的话（不建议这么使用，应该要使用基本数据类型对应的包装类型），就存放在堆中。 +⚠️ 注意 ： **基本数据类型存放在栈中是一个常见的误区！** 基本数据类型的成员变量如果没有被 `static` 修饰的话（不建议这么使用，应该要使用基本数据类型对应的包装类型），就存放在堆中。 ```java class BasicTypeVar{ @@ -734,6 +751,72 @@ private static long sum() { } ``` +### 为什么浮点数运算的时候会有精度丢失的风险？ + +浮点数运算精度丢失代码演示： + +```java +float a = 2.0f - 1.9f; +float b = 1.8f - 1.7f; +System.out.println(a);// 0.100000024 +System.out.println(b);// 0.099999905 +System.out.println(a == b);// false +``` + +为什么会出现这个问题呢？ + +这个和计算机保存浮点数的机制有很大关系。我们知道计算机是二进制的，而且计算机在表示一个数字时，宽度是有限的，无限循环的小数存储在计算机时，只能被截断，所以就会导致小数精度发生损失的情况。这也就是解释了为什么浮点数没有办法用二进制精确表示。 + +就比如说十进制下的 0.2 就没办法精确转换成二进制小数： + +```java +// 0.2 转换为二进制数的过程为，不断乘以 2，直到不存在小数为止， +// 在这个计算过程中，得到的整数部分从上到下排列就是二进制的结果。 +0.2 * 2 = 0.4 -> 0 +0.4 * 2 = 0.8 -> 0 +0.8 * 2 = 1.6 -> 1 +0.6 * 2 = 1.2 -> 1 +0.2 * 2 = 0.4 -> 0（发生循环） +... +``` + +关于浮点数的更多内容，建议看一下[计算机系统基础（四）浮点数](http://kaito-kidd.com/2018/08/08/computer-system-float-point/)这篇文章。 + +### 如何解决浮点数运算的精度丢失问题？ + +`BigDecimal` 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。通常情况下，大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景（比如涉及到钱的场景）都是通过 `BigDecimal` 来做的。 + +```java +BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); +BigDecimal b = new BigDecimal("0.9"); +BigDecimal c = new BigDecimal("0.8"); + +BigDecimal x = a.subtract(b); +BigDecimal y = b.subtract(c); + +System.out.println(x); /* 0.1 */ +System.out.println(y); /* 0.1 */ +System.out.println(Objects.equals(x, y)); /* true */ +``` + +关于 `BigDecimal` 的详细介绍，可以看看我写的这篇文章：[BigDecimal 详解](./bigdecimal.md)。 + +### 超过 long 整型的数据应该如何表示？ + +基本数值类型都有一个表达范围，如果超过这个范围就会有数值溢出的风险。 + +在 Java 中，64 位 long 整型是最大的整数类型。 + +```java +long l = Long.MAX_VALUE; +System.out.println(l + 1); // -9223372036854775808 +System.out.println(l + 1 == Long.MIN_VALUE); // true +``` + +`BigInteger` 内部使用 `int[]` 数组来存储任意大小的整形数据。 + +相对于常规整数类型的运算来说，`BigInteger` 运算的效率会相对较低。 + ## 参考 - https://stackoverflow.com/questions/1906445/what-is-the-difference-between-jdk-and-jre diff --git a/docs/java/basis/java-basic-questions-02.md b/docs/java/basis/java-basic-questions-02.md index 1b799250..452e0a65 100644 --- a/docs/java/basis/java-basic-questions-02.md +++ b/docs/java/basis/java-basic-questions-02.md @@ -18,13 +18,6 @@ tag: 相关 issue : [面向过程 ：面向过程性能比面向对象高？？](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/431) -### 成员变量与局部变量的区别 - -- **语法形式** ：从语法形式上看，成员变量是属于类的，而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数；成员变量可以被 `public`,`private`,`static` 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及 `static` 所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被 `final` 所修饰。 -- **存储方式** ：从变量在内存中的存储方式来看,如果成员变量是使用 `static` 修饰的，那么这个成员变量是属于类的，如果没有使用 `static` 修饰，这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存，局部变量则存在于栈内存。 -- **生存时间** ：从变量在内存中的生存时间上看，成员变量是对象的一部分，它随着对象的创建而存在，而局部变量随着方法的调用而自动生成，随着方法的调用结束而消亡。 -- **默认值** ：从变量是否有默认值来看，成员变量如果没有被赋初始值，则会自动以类型的默认值而赋值（一种情况例外:被 `final` 修饰的成员变量也必须显式地赋值），而局部变量则不会自动赋值。 - ### 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同? new 运算符，new 创建对象实例（对象实例在堆内存中），对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。