java 中断言的用法 java断言的作用

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云中谁寄锦书来 2023-10-05 12:00:55

文章标签 java 中断言的用法 java jvm 开发语言 Java 文章分类 Java 后端开发

1、什么时候用断言（assert）？

答：

断言在软件开发中是一种常用的调试方式，很多开发语言中都支持这种机制。一

般来说，断言用于保证程序最基本、关键的正确性。断言检查通常在开发和测试

时开启。为了保证程序的执行效率，在软件发布后断言检查通常是关闭的。断言

是一个包含布尔表达式的语句，在执行这个语句时假定该表达式为 true；如果表

达式的值为 false，那么系统会报告一个 AssertionError。

断言的使用如下面的代码所示：

assert(a > 0); // throws an AssertionError if a <= 0

断言可以有两种形式：

assert Expression1;

assert Expression1 : Expression2 ;

Expression1 应该总是产生一个布尔值。

Expression2 可以是得出一个值的任意表达式；这个值用于生成显示更多调试信

息的字符串消息。

要在运行时启用断言，可以在启动 JVM 时使用-enableassertions 或者-ea 标记。

要在运行时选择禁用断言，可以在启动 JVM 时使用-da 或者-disableassertions

标记。要在系统类中启用或禁用断言，可使用-esa 或-dsa 标记。还可以在包的基

础上启用或者禁用断言。

注意： 断言不应该以任何方式改变程序的状态。简单的说，如果希望在不满足某

些条件时阻止代码的执行，就可以考虑用断言来阻止它。

2、Error 和 Exception 有什么区别？

答：

Error 表示系统级的错误和程序不必处理的异常，是恢复不是不可能但很困难的情

况下的一种严重问题；比如内存溢出，不可能指望程序能处理这样的情况；

Exception 表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常，是一种设计或实现问题；

也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

3、Java 语言如何进行异常处理，关键字：throws、throw、try、catch、finally 分别如何使用？

答：

Java 通过面向对象的方法进行异常处理，把各种不同的异常进行分类，并提供了

良好的接口。在 Java 中，每个异常都是一个对象，它是 Throwable 类或其子类

的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象，该对象中包含有异常信息，

调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并可以对其进行处理。Java 的异常处理

是通过 5 个关键词来实现的：try、catch、throw、throws 和 finally。一般情况

下是用 try 来执行一段程序，如果系统会抛出（throw）一个异常对象，可以通过

它的类型来捕获（catch）它，或通过总是执行代码块（finally）来处理；try 用

来指定一块预防所有异常的程序；catch 子句紧跟在 try 块后面，用来指定你想要

捕获的异常的类型；throw 语句用来明确地抛出一个异常；throws 用来声明一个

方法可能抛出的各种异常（当然声明异常时允许无病呻吟）；finally 为确保一段

代码不管发生什么异常状况都要被执行；try 语句可以嵌套，每当遇到一个 try 语

句，异常的结构就会被放入异常栈中，直到所有的 try 语句都完成。如果下一级的

try 语句没有对某种异常进行处理，异常栈就会执行出栈操作，直到遇到有处理这

种异常的 try 语句或者最终将异常抛给 JVM。

4、运行时异常与受检异常有何异同？

答：

异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态，运行时异常表示虚拟机的通常

操作中可能遇到的异常，是一种常见运行错误，只要程序设计得没有问题通常就

不会发生。受检异常跟程序运行的上下文环境有关，即使程序设计无误，仍然可

能因使用的问题而引发。Java 编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常，

但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。

异常和继承一样，是面向对象程序设计中经常被滥用的东西，在 Effective Java 中对异常的使用给出了以下指导原则：

不要将异常处理用于正常的控制流（设计良好的 API 不应该强迫它的调用者为了正常的控制流而使用异常）

对可以恢复的情况使用受检异常，对编程错误使用运行时异常

避免不必要的使用受检异常（可以通过一些状态检测手段来避免异常的发生）

优先使用标准的异常

每个方法抛出的异常都要有文档

保持异常的原子性

不要在 catch 中忽略掉捕获到的异常

5、列出一些你常见的运行时异常？

ArithmeticException（算术异常）

ClassCastException （类转换异常）

IllegalArgumentException （非法参数异常）

IndexOutOfBoundsException （下标越界异常）

NullPointerException （空指针异常）

SecurityException （安全异常）

6、阐述 final、finally、finalize 的区别。

答：

final：

修饰符（关键字）有三种用法：如果一个类被声明为 final，意味着它不能再派生出新的子类，即不能被继承，因此它和 abstract 是反义词。将变量声明为 final，可以保证它们在使用中不被改变，被声明为 final 的变量必须在声明时给定初值，而在以后的引用中只能读取不可修改。被声明为 final 的方法也同样只能使用，不能在子类中被重写。

finally：

通常放在 try…catch…的后面构造总是执行代码块，这就意味着程序无论正常执行还是发生异常，这里的代码只要 JVM 不关闭都能执行，可以将释放外部资源的代码写在 finally 块中。

finalize：

Object 类中定义的方法，Java 中允许使用 finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的，通过重写 finalize()方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

7、阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性。

答：

ArrayList 和 Vector 都是使用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的

数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉

及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢，Vector 中的方法由

于添加了 synchronized 修饰，因此 Vector 是线程安全的容器，但性能上较

ArrayList 差，因此已经是 Java 中的遗留容器。LinkedList 使用双向链表实现存

储（将内存中零散的内存单元通过附加的引用关联起来，形成一个可以按序号索

引的线性结构，这种链式存储方式与数组的连续存储方式相比，内存的利用率更

高），按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本

项的前后项即可，所以插入速度较快。Vector 属于遗留容器（Java 早期的版本中

提供的容器，除此之外，Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties

都是遗留容器），已经不推荐使用，但是由于 ArrayList 和 LinkedListed 都是非

线程安全的，如果遇到多个线程操作同一个容器的场景，则可以通过工具类

Collections 中的 synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用（这

是对装潢模式的应用，将已有对象传入另一个类的构造器中创建新的对象来增强

实现）。

补充： 遗留容器中的 Properties 类和 Stack 类在设计上有严重的问题，Properties

是一个键和值都是字符串的特殊的键值对映射，在设计上应该是关联一个

Hashtable 并将其两个泛型参数设置为 String 类型，但是 Java API 中的

Properties 直接继承了 Hashtable，这很明显是对继承的滥用。这里复用代码的方式应该是 Has-A 关系而不是 Is-A 关系，另一方面容器都属于工具类，继承工具类本身就是一个错误的做法，使用工具类最好的方式是 Has-A 关系（关联）或Use-A 关系（依赖）。同理，Stack 类继承 Vector 也是不正确的。Sun 公司的工程师们也会犯这种低级错误，让人唏嘘不已。

8、Collection 和 Collections 的区别？

答：

Collection 是一个接口，它是 Set、List 等容器的父接口；Collections 是个一个

工具类，提供了一系列的静态方法来辅助容器操作，这些方法包括对容器的搜索、

排序、线程安全化等等。

9、TreeMap 和 TreeSet 在排序时如何比较元素？ Collections 工具类中的 sort()方法如何比较元素？

答：

TreeSet 要求存放的对象所属的类必须实现 Comparable 接口，该接口提供了比

较元素的 compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。

TreeMap 要求存放的键值对映射的键必须实现 Comparable 接口从而根据键对元

素进行排序。Collections 工具类的 sort 方法有两种重载的形式，第一种要求传入

的待排序容器中存放的对象比较实现 Comparable 接口以实现元素的比较；第二

种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是

Comparator 接口的子类型（需要重写 compare 方法实现元素的比较），相当于

一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对

回调模式的应用（Java 中对函数式编程的支持）。

例子 1：

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age; // 比较年龄(年龄的升序)
    }
}

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Student> set = new TreeSet<>(); // Java 7 的钻石语法
        (构造器后面的尖括号中不需要写类型)
                set.add(new Student("Hao LUO", 33));
        set.add(new Student("XJ WANG", 32));
        set.add(new Student("Bruce LEE", 60));
        set.add(new Student("Bob YANG", 22));
        for(Student stu : set) {
            System.out.println(stu);
        }
// 输出结果:
// Student [name=Bob YANG, age=22]
// Student [name=XJ WANG, age=32]
// Student [name=Hao LUO, age=33]
// Student [name=Bruce LEE, age=60]
    }
}