通用程序设计——将局部变量的作用域最小化

àì夳堔傛蜴生んèń 2024-03-16 15:27 40阅读 0赞

public static void main(String[] args) {
            String [] strs = {"洛阳","牡丹","甲天下"};
            List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(strs));
    
            Iterator<String> iterator = list.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                String s = iterator.next();
                System.out.println(s);
            }
    
            list.add("你好");
            Iterator<String> iterator1 = list.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                String s = iterator1.next();
                System.out.println(s);
            }
    }

大家用“肉眼”看完上面这段代码后，会觉得有问题吗？

如果不细心的话，好像真的很难发现“复制-粘贴”引发的这个问题：第二个 while 循环的条件中使用了之前的变量 iterator，而不是它应该使用的 iterator1（粘贴后遗漏了变量的修改）。这个问题将会导致代码在运行的时候抛出 java.lang.UnsupportedOperationException 的错误。

假如把变量的作用域最小化的话，还真的能够减少这种因为“复制-粘贴”而导致出现的错误。比如说把 while 循环改造成 for 循环。

String [] strs = {"洛阳","牡丹","甲天下"};
            List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(strs));
    
            for (Iterator<String> iterator = list.iterator();iterator.hasNext();) {
                String s =  iterator.next();
                System.out.println(s);
            }
    
            list.add("你好");
            for (Iterator<String> iterator = list.iterator();iterator.hasNext();) {
                String s =  iterator.next();
                System.out.println(s);
            }

第二个 for 循环使用了和第一个 for 循环一模一样的代码，连 iterator 这个变量也不需要修改了。

从另一方面来看的话，for 循环比 while 循环更简短，可读性更好。

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for 循环还有另外一种最常用的写法，示例如下。

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        System.out.println(list.get(i));
    }

但这种写法仍有改进的地方，因为从字节码的角度来看，每次循环都要调用一次 `size()` 方法。

2: iload_1
    3: aload_0
    4: getfield      #4                  // Field list:Ljava/util/List;
    7: invokeinterface #5,  1            // InterfaceMethod java/util/List.size:()I
    12: if_icmpge     40
    15: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
    18: aload_0
    19: getfield      #4                  // Field list:Ljava/util/List;
    22: iload_1
    23: invokeinterface #7,  2            // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;
    28: checkcast     #8                  // class java/lang/String
    31: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
    34: iinc          1, 1
    37: goto          2
    40: return

size() 方法虽然简短，但也有消耗啊。都有什么消耗呢？说几个专业名词大家感受一下，比如说：创建栈帧、调用方法时保护现场、调用方法完毕后恢复现场。

（容许我尴尬一下，在写这篇文章之前，我一直用的上面这种 for 循环格式。看来写文章还是能够督促自己进步啊。）

怎么改进呢，看下面这种写法（强烈推荐啊）

for (int i = 0, n = list.size(); i < n; i++) {
        System.out.println(list.get(i));
    }

在 for 循环内部声明两个变量：i 和 n，n 用来保存 i 的极限值，这样就减少了 `size()` 方法的调用次数（仅有一次了）。

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再来看一段代码。

String pre_name = "沉默";
    String last_name = "王二";
    
    System.out.println(pre_name);
    System.out.println(last_name);

上面这段代码看起来挺规整的，没什么问题，对吧？它没有遵守约定——将局部变量的作用域最小化。

last\_name 变量的作用域开始的有点早。假如第一个 System.out.println() 出错的话，last\_name 的声明就变得毫无意义了。

（这只是一个例子，变量的处理方法可能比 System.out.println() 复杂得多。）

好的写法应该是下面这样子。