随笔档案(496)

　　线性表，链表，哈希表是常用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在java.util包中。本文试图通过简单的描述，向读者阐述各个类的作用以及如何正确使用这些类。

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

Collection接口
　　Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类， Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
　　所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的 Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
　　如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
　　　　Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
　　　　}
　　由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

List接口
　　List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。
　　除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
　　实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList类
　　LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
　　注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList类
　　ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
　　每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
　　和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector类
　　Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的 Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

Stack 类
　　Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得 Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

Set接口
　　Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
　　很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。
　　请注意：必须小心操作可变对象（Mutable Object）。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。

Map接口
　　请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

Hashtable类
　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。
　　添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。
Hashtable 通过initial capacity和load factor两个参数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。
使用Hashtable的简单示例如下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”one”，”two”，”three”：
　　　　Hashtable numbers = new Hashtable();
　　　　numbers.put(“one”, new Integer(1));
　　　　numbers.put(“two”, new Integer(2));
　　　　numbers.put(“three”, new Integer(3));
　　要取出一个数，比如2，用相应的key：
　　　　Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
　　　　System.out.println(“two = ” + n);
　　由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。
　　如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。
　　Hashtable是同步的。

HashMap类
　　HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。

WeakHashMap类
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。

总结
　　如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
　　如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
　　要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
　　尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

同步性
Vector 是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的，因此ArrayList中的对象并不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率，所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个很好的选择，这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销。
数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对象。当你向这两种类型中增加元素的时候，如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度，Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度， ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用 Vector有一些优势，因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销。
使用模式
在ArrayList和Vector中，从一个指定的位置（通过索引）查找数据或是在集合的末尾增加、移除一个元素所花费的时间是一样的，这个时间我们用O(1)表示。但是，如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长：O(n-i)，其中n代表集合中元素的个数，i代表元素增加或移除元素的索引位置。为什么会这样呢？以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行位移的操作。这一切意味着什么呢？
这意味着，你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作，你最好选择其他的集合操作类。比如，LinkList集合类在增加或移除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的?O(1)，但它在索引一个元素的使用缺比较慢－O(i),其中i是索引的位置.使用 ArrayList也很容易，因为你可以简单的使用索引来代替创建iterator对象的操作。LinkList也会为每个插入的元素创建对象，所有你要明白它也会带来额外的开销。
最后，在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组（Array）来代替Vector或ArrayList。尤其是对于执行效率要求高的程序更应如此。因为使用数组(Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的重新分配空间的操作。 1,事业永远第一
　　虽然金钱不是万能的,但没有钱是万万不能的,虽然这句话很俗,但绝对有道理,所以30岁之前,请把你大部分精力放在你的事业上.
2,别把钱看得太重
　　不要抱怨自己现在工资低,银行存款4位数以下,看不到前途,现在要做的就是努力学习,即使你文凭再高,怎么把理论运用到实践还是需要一个很长的锻炼过程,社会永远是一所最博大的大学,它让你学到的知识远比你在学校学到的重要得多,所以同样,你也别太介意学历低.30岁之前靠自己能力买车买房的人还是极少.
3,学会体谅父母
　　别嫌他们唠叨,等你为人父了你就知道可怜天下父母心,在他们眼里你还是个孩子,但他们真的老了,现在得你哄他们开心了,也许只要你的一个电话,一点小礼物,就可以让他们安心,很容易做到.
4,交上好朋友
　　朋友对你一生都影响重大,不要去结识太多酒肉朋友,至少得有一个能在关键时刻帮助你的朋友,如果遇到这么一个人,就好好把握,日后必定有用,不管他现在是富还是穷.
5,别太相信爱情
　　心中要有爱,但请别说也别相信那些琼瑶阿姨小说里面的山盟海誓,世上本无永恒,重要的是责任,但女人心海底针,心变了,一切都成枉然,你要做的就是该出手时就出手,该放手时别犹豫.30岁之前的爱情不是假的,但只是大多数人都没有能真正把握好的能力,所以学会量力而行.
6,别担心至今还保留初吻
　　爱情不在多而在精,别以为自己20多岁还没碰过女孩子就害怕自己永远找不到老婆.以后你会有很多机会认识女孩子,要知道这个社会虽然男人多于女人,但现实是女人其实比男人更担心这个问题.男人30一枝花,你在升值而不是贬值,成熟的爱情往往更美丽更长久,所以不要像疯狗一样看到女孩就想追,学会品味寂寞.
7,不要沉迷于任何东西
　　所谓玩物而丧志,网络游戏是你在出校门之前玩的,你现在没有多余的时间和精力花费到这上面,否则你透支的东西以后都得偿还.一个人要有兴趣,爱好,但请分清楚轻重.
8,年轻没有失败
　　不要遇到挫折就灰心,年轻人要时刻保持积极向上的态度.失败了,重来过;失去了，再争取别的。错过了，要分析，下次来,要把握；幼稚了，下次，成熟点。不要紧，会好的，哪怕到了极点，也不要放弃，相信一定可以挺过去。不要消极，会好的。曾经的错，过去了，总不能回味在过去。现在的，很好，累完了，很舒服。不要伤，总会有人在支撑你。
9,不要轻易崇拜或者鄙视一个人
     人都有偶像,但请拥有你自己的个性.不要刻意去模仿一个人,因为你就是你,是唯一的,独一无二的,要有自信.也不要全盘否定一个人,每个人是有价值的,如果你不能理解他,也请学会接受.
10,要有责任心.
　　不管你曾经怎样,但请从现在开始做一个正直的人.男人要有责任心,无论是工作还是生活上,一个有责任心的人才能让别人有安全感,才能让别人觉得你是一个值得信赖的人.我们不要懦弱,但请不要伤害爱你的人和你爱的人,尤其是善良的女孩,因为这个世界善良的女孩不多了,即使不想拥有,但也请让她保持她美丽的心.
11,男人的外貌并不重要.
　　不要为自己的长相身高而过分担心,一个心地善良,为人正直的男人远比那些空有英俊相貌,挺拔身材但内心龌龊的男人要帅得多.如果有人以貌取人,请不要太在意,因为你不用去为一个低级趣味的人而难过.
12,学会保护身体
　　不要以为现在抽烟喝酒,熬夜通宵也没什么事.那是因为你的身体正处于你一生的黄金时段.30岁以后你就能明白力不从心这个词的意义了,身体是革命的本钱,没有好的身体什么也做不了,所以要尽量让自己过有规律的健康生活.
13,别觉得一事无成.
　　你现在还没有资格谈成功,当然如果你有千万资产的除外.一开始太固定的职业并不一定是好事,或许在不断的改行当中,你会学到更丰富的知识,而且可以挖掘出自己的潜能,找到最适合你的工作.
14,请认真工作
　　即使你现在的工作再怎么无聊再怎么低级,也请你认真去对待,要知道任何成功人士都是从最小的事做起,或许你现在学不到多么了不起的知识,但起码你要学会良好的工作态度和工作方法,这对以后很重要.
15,请认真对待感情.
　　不要羡慕那些换女人像换鞋一样的花花公子,逢场作戏的爱情只是让你浪费时间浪费精力,一个人最痛苦的不是找不到爱人,而是心中没有了爱,当你把我爱你3 个字变成你最容易说的一句话时,那么你在爱情的世界里已经很难找到真正的幸福了.爱情没有公平,总有一个人比对方付出得多,即使没有结果,也别觉得不值, 因为你的付出不光是为了她,也是为了你自己的爱,为爱付出是很可贵的,赞自己一下.
16.请留一点童心
　　在内心深处,哪怕只是一个很小的角落里,请保持一份童心,不是幼稚,但有的时候单纯一点会让你很快乐.所以不要太计较得失,生活本无完美.

pageEncoding
     在JSP标准的语法中，如果pageEncoding属性存在，那么JSP页面的字符编码方式就由pageEncoding决定，否则就由contentType属性中的charset决定，如果charset也不存在，JSP页面的字符编码方式就采用默认的ISO-8859-1。

ContentType
      ContentType属性指定了MIME类型和JSP页面回应时的字符编码方式。MIME类型的默认值是“text/html”; 字符编码方式的默认值是“ISO-8859-1”. MIME类型和字符编码方式由分号隔开

pageEncoding的内容只是用于jsp输出时的编码，不会作为header发出去的。

pageEncoding    是通知web server jsp的编码。

===========================================================

contentType — 指定的是JSP页最终 Browser(客户端)所见到的网页内容的编码.
就是 Mozilla的 Character encoding, 或者是 IE6的 encoding. 例如 JSPtw Forum 用的contentType就是 Big5.
pageEncoding — 指定JSP编写时所用的编码
如果你的是 WIN98, 或 ME 的NOTEPAD记事本编写JSP, 就一定是常用的是Big5 或 gb2312, 如果是用 WIN2k winXP的
NOTEPAD时, SAVE时就可以选择不同的编,码, 包括 ANSI(BIG5/GB2312)或 UTF-8 或 UNIONCODE(估是 UCS 16).
因为 JSP要经过 两次的”编码”,
第一阶段会用 pageEncoding, 第二阶段会用 utf-8 至utf-8, 第三阶段就是由TOMCAT出来的网页, 用的是contentType.

阶段一是 JSPC的 JSP至JAVA(.java)原码的”翻译”, 它会跟据 pageEncoding 的设定读取JSP. 结果是 由指定的
pageEncoding(utf-8,Big5,gb2312)的JSP 翻译成统一的utf-8 JAVA原码(.java). 如果pageEncoding设定错了, 或没设定(预设 ISO8859-1), 出来的 在这个阶段 就已是中文乱码.

阶段二是由 JAVAC的JAVA原码至JAVA BYTECODE的编译. 不论JSP的编写时是用(utf-8,Big5,gb2312),经过阶段一的结果全都是utf-8的ENCODING的JAVA原码.
JAVAC用 utf-8的ENCODING读取AVA原码, 编译成字符串是 utf-8 ENCODING的二进制码(.class). 这是 JAVA VIRTUAL MACNHINE对常数字符串在 二进制码(JAVA BYTECODE)内表逹的规范.

阶段三是TOMCAT(或其的application container)加载和执行阶段二得来的JAVA二进制码, 输出的结果( 也就是BROWSER(客户端)见到的)
这时一早隐藏在阶段一和二的参数contentType, 就发挥了功效. (见 阶段一的 ).

response.setContentType(”text/html; charset=utf-8″);
出来的可以是 utf-8, Big5, gb2312, 看的就是JSP ? contentType的设定.
<%@ page session=”false” pageEncoding=”big5″ contentType=”text/html; charset=utf-8″ %>
还有, pageEncoding 和contentType的预设都是 ISO8859-1. 而随便设定了其中一个, 另一个就跟着一样了(TOMCAT4.1.27是如此).
但这不是绝对, 看的各自JSPC的处理方式. 而pageEncoding不等于contentType, 更有利亚洲区的文字 CJKV系JSP网页的开发和展示,
(例pageEncoding=Big5 不等于 contentType=utf-8).
一个简单的解决方法是在包含和被包含文件的开始部分都加上：
<%@ page contentType=”text/html;charset=GB2312″ language=”java” %>

//先写入文件,后读取
import java.io.*;
public class StreamDemo
{
public static void main(String[] args)
{
   try
   {
    //建立输出流
    DataOutputStream out=
     new DataOutputStream(
      new BufferedOutputStream(
       new FileOutputStream(
        "Example.txt")));
    //写入一个double类型数据
    out.writeDouble(3.1425926);
    //写入一行文本
    out.writeBytes("This was pi");
    out.close();
    //建立输入流
    DataInputStream in=
     new DataInputStream(
      new BufferedInputStream(
       new FileInputStream(
        "Example.txt")));
    //建立输入Reader
    BufferedReader reader=
     new BufferedReader(
      new InputStreamReader(in));
    //读入一个double类型数据
    System.out.println(in.readDouble());
    //读入一行文本
    System.out.println(reader.readLine());
   }
   catch(IOException e)
   {
    System.out.println(e.toString());
   }
}
}
import java.io.*;
import java.util.zip.*;
public class ZipCompress
{
public static void main(String[] args)
{
   try
   {
    //建立输出文件流
    FileOutputStream fileOut=
     new FileOutputStream("Example.zip");
    //建立冗余验证流
    CheckedOutputStream checkedOut=
     new CheckedOutputStream(fileOut,new CRC32());
    //建立Zip流
    ZipOutputStream zipOut=
     new ZipOutputStream(
      new BufferedOutputStream(checkedOut));
    //设置注释内容
    zipOut.setComment("This is a java zipping test file");
    //文件名
    String fileName=
     "D:/kk/"+"mm.txt"; //文件路径(最好是全英文字符)
    //读取被压速文件流
    BufferedReader in=
     new BufferedReader(new FileReader(fileName));
    //建立压缩实体
    zipOut.putNextEntry(new ZipEntry(fileName));
    int ch;
    //当被压缩文件没有结束时继续读写
    while ((ch=in.read())!=-1)
    {
     zipOut.write(ch);
    }
    //关闭文件流，释放资源
    in.close();
    zipOut.close();
   }
   catch (IOException e)
   {
    System.out.println(e.toString());
   }
}
}

import java.net.*;

public class GetHostName {

     /**
      * @param args
      */
     public static void main(String[] args) {
         try{
             InetAddress addr = InetAddress.getByName("127.0.0.1");//在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
             byte[] ipAddr = new byte[]{127,0,0,1};
             addr = InetAddress.getByAddress(ipAddr);// 返回此 InetAddress 对象的原始 IP 地址。

             String hostName = addr.getHostName();//   获取此 IP 地址的主机名。
             System.out.println(hostName);

             String hostnameCanonical = addr.getCanonicalHostName();//获取此 IP 地址的完全限定域名。
             System.out.println(hostnameCanonical);
         }catch(Exception e){
             e.printStackTrace();
         }

     }

}

        本文将提供一个对这些概念的简明的解释，而不是提供一些深入的或者如何使用的问题。

　　Java在虚拟机上运行

　　Java源代码并不是被编译成为普通的机器代码。而是被翻译成为虚拟机可以执行的代码。一个Java解释器最终执行这些代码。这其中没有连接的过程；解释在需要的时候动态的加载一些类；

　　Java是完全面向对象的

　　Java是一种完全面向对象的语言。这意味着你对任何一个Java对象所做的动作都是通过一个方法实现的。第一点就是，再也没有没有主函数这样的孤立的东西了。取而代之的是，你必须开始用一个对象的看法看待一个程序，一个类的对象。但是这个对象又什么对象呢？大多数Java程序只是简单的通过继承Java基础类Object来实现所需要的东西，但是你可以通过创建程序基础类用于多个特性相似的应用程序来节省时间。

　　严格的面向对象的规定意味着理用原有的C/C++代码不可以直接不加改动的使用；系统调用也是这样的。C++中，你可以通过在C++正常的命名空间外声明extern"C"来使用原有的C的过程调用，包括系统调用。

　　在Java中，只有一个类似的安全回溯的方法，但是并不是十分简单的方法。你必须定义一个本地方法，其目的是为C语言提供接口，然后提供连接的介质。Java环境提供了完成这种任务的工具，但是整个过程和C++中提供的extern比微不足道，完成使用C++类的过程则更加复杂，因为这样会引入对C的借口和C函数和C++成员函数的问题。

　　幸运的是，许多常用的系统实用工具函数已经在系统类中的方法中提供出来，但是这些明显没有包含经过许多年来你所创建的那些类和过程。所以，在你需要的时候你应该去钻研一下。

　　Java中没有独立的头文件

　　在Java中，关于类的一切东西都被放到一个单独的文件中。方法的位置只可能在一个地方出现，一个方法的实现必须在它的定义过程中同时进行。这样做得优点是在实现程序的时候不容易因为文件的非同步错误而失败，或者获取到一个没有实现的声明。类的声明可以被Java解释器利用甚至是从一个编译过的单元中获取，所以不再需要有头文件，只要有编译过的文件。

　　这样做的缺点与我们编程的过程有关。许多C++程序员喜欢用头文件来代替文档。要看一个成员函数的接口参数，只需要看头文件中的声明即可。你可以经常的看头文件即可了解怎样去使用这个类。在Java中，没有这样的总结。因为实现类方法的代码必须在方法定义的时候出现，而且，对于一个单独的函数的代码来说就经常占据了一整页乃至更多。这样，很难通过看Java的代码就初步了解类是怎样使用的。你必须为你需要的类准备足够多的文档。不言而喻，再处理非商业类库的时候文档是极度缺乏的。

　　在当先的Java环境中提供了两个工具来补偿这些，javap来打印类标识，javadoc为嵌入式程序提供HTML文档。

　　用Package来分解Java命名空间

　　在大的C++工程中经常遇到的一个问题是命名空间--怎样保证工程的一些程序员不会创建和另一些程序员一样名字的类？更糟糕的是，供应商可能会提供一个包含和你的类一样名字的类的库。有许多方法可以解决这一问题，但是很可能在问题发现之前工程已经启动，改正错误是需要付出许多痛苦的。

　　Java通过"Package"这个概念解决了这个问题，Package有效地通过通过集合类划分了命名空间。在不同包内的两个同名的类仍然是不同的。关键问题就变成了类是否放置到相应的包中。

　　记住，Java并没有解决命名冲突的问题。扩展一个基类而引起了派生类的冲突。比如说，如果你最喜欢的供应商提供了一些类，然后你把它们用做基类并且派生有一个foo方法的类，当供应商提供一个新版本的类的时候就可能出现，如果供应商业也在新类中提供了一个foo的方法。

　　异常是Java的重要特性

　　在C++中，异常和异常处理是十分深奥的事情；许多C++程序员从没有处理过它们甚至不知道它们是何物。异常是在正常的过程中出现的未预料的错误，因此，它们不会从方法中返回，或者作为参数传入；但是，它们不能被忽略！这里的一个例子是计算一个书的方根的方法。正常的接口形式是将一个正数作为参数传入方法，然后方法会返回一个正实数作为结果，方法可以检验这些并且在异常产生的时候抛出异常。在大多数系统中，程序员并不是必须这样做，这样，一个没有考虑到的异常可以使程序不正常的退出。

　　在Java中，异常已经成为语言中非常成熟的部分。方法的说明中就包含了异常的信息，程序处理器也强制检验如果你使用了一个能够产生异常的方法，你就必须检查异常是否发生。几乎所有的Java程序员都会遇到异常的情况，因为许多非常有用的库中的类都会抛出异常。处理异常并不难，但是在一些时候是需要注意的。一个方法的文档会指明方法抛出的异常的类型。如果你忘了，不要紧，编译器会提醒你的。

　　字符串不再是字符数组

　　Java中包括了一个字符串的对象，并且是个常量。字符串不像字符数组一样，虽然可以简单的从一个字符数组构造一个字符串。你应该尽可能的用字符串代替字符数组，因为他们不会因为误操作而被覆盖。

　　Java限制了常量对象和方法

　　在C++中，你可以正式的声明一个函数参数或者函数返回值为const类型，这样可以有效的防止对参数或者返回值的不正当修改。另外，你可以声明一个成员函数为const，表明它不可以修改任何他操作的对象。

　　Java支持常量操作符，只读变量，这些通过final关键字实现。但是Java没有支持强制的使一个可写变量在函数传递、返回的过程中变为只读。或者定义一个不操作修改对象的常量方法。

　　在Java中，这个省略带来的影响和在C++中相比就非常小了，这很大程度上因为字符串变量和字符数组的不同，但是这也带来一个引起错误的隐患。特别地，没有办法检验一个方法是否可以改动对象。

　　Java没有指针

　　理解指针的概念是一个C或C++程序员最难应付的问题。指针也是错误产生的一大根源。Java中没有指针，对象的句柄直接作为参数传递，而不是传递指针。另外，你必须通过索引使用数组。这些都不是什么大问题。然而，没有指针是在写含有函数指针或者成员函数指针的系统的时候引起很大麻烦。这个问题在处理回调函数的时候更加显著。

　　Java没有参数化类型

　　参数化类型提供了用一段程序处理许多相似程序的方法。一个例子就是开平方根的方法，它可以对int或者float操作。在C++中，这一特性是由模板提供的。

　　Java中不包含C++中的模板的等价物。如果你经常使用模板来简化程序，比如说构造许多使用相似参数类型的函数，这简直就是灾难。这意味着更多使用复制、粘贴的过程来手动的完成。然而，如果你使用模板来生成类的话，没有简单的方法。

　　Java使用垃圾回收

　　在垃圾回收的语言中，运行时环境一直监测哪些内存不被使用。当一块内存不用的时候，系统自动的回收内存。比如说，一个对象在一个方法中生成，但是没有被调用着返回或者没有储存为全局变量，不能在方法外部使用。系统自己会知道哪些变量是你用不到的，哪些是可以用到的。因此，你不必再为破坏对象回收内存而担心。在C++中，很多的调试时间都被使用到检查内存漏洞中。Java的这种方法很大程度上降低了这种错误的可能。但是他依然不能处理逻辑混乱的程序，他们不能够被回收。许多C++的类中的析构函数是用来释放对象引用的内存的。Java使垃圾回收的事实说明在Java中不是必需写析构函数了。但是并不意味着你可以忘记为你的类写析构函数。比如，一个对象打开了网络连接就必须被恰当的清理来关闭这个连接。在Java中，析构函数被称作"finalization"方法。

　　Java不支持多重继承

　　在任何一个复杂的面向对象的系统中，实现一个有更多方法的新类是十分经常遇到的事情。比如说，一个Manager类，需要被作为一个连表的表头，但是一个Manager又必须是一个Employee。有许多方法来处理这样的问题。一个方法是允许从多个类继承。在这个例子中，Manager需要从Linked List和Employee继承。

　　Java没有多重继承。但是你可以声明接口--来描述实现一些功能的编程接口。一个类可以由多个接口实现，包括他唯一的功能。不同的类可以由同样的接口实现。方法的参数既可以声明为类，也可以声明为接口。如果是接口的话，实现接口的类就可以作为参数传入方法。

　　接口的概念要比多继承容易理解一些，但是他有一定的局限性。特别地，你必须在类中实现接口的时候编码去重新实现类的功能。

　　Java支持多线程

　　多线程可以使你写出在同一时刻完成多种任务的程序。比如说，你可以在完成读取一个大文件之间允许用户对已经读取的部分进行编辑。你需要把程序分为多线程来执行。为安全起见。你的程序要被精心的设计，因为可能不止一个线程需要对数据进行访问、修改。

　　Java开始就支持多线程。类和接口用来分解一个程序成为不同的线程。语言简单的对重要的数据作同步或者锁定处理。

　　Java以一些预定义的类为基础

　　默认的Java环境中包括一些从Java基础类实现而来的一些包。这些允许你很快的写出一些有用的程序，这些包如下：

　　java.awt：当今许多应用程序都非常依赖GUI,java提供了一个Abstract Window Toolkid，这可以让你在不考虑运行平台的前提下处理GUI对象。

　　java.applet：applet的主要目的是提供浏览有关的内容。它本身是awt组件的字类并且支持其他一些特性，比如声音、渲染等。

　　java.io：java.io提供了对流、文件、管道的读写操作。

　　java.lang：提供了java的基础类Objcet,Integar,Float……；

　　java.net：提供对网络编程的支持。包括处理socket,URL,Internet寻址等。

　　java.util：为数据结构提供的通用实用工具集。

插入排序：

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
/**
* @author treeroot
* @since 2006-2-2
* @version 1.0
*/
public class InsertSort implements SortUtil.Sort{

     /* (non-Javadoc)
      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
      */
     public void sort(int[] data) {
         int temp;
         for(int i=1;i<data.length;i++){
             for(int j=i;(j>0)&&(data[j]<data[j-1]);j--){
                 SortUtil.swap(data,j,j-1);
             }
         }        
     }

}

冒泡排序：

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

/**
* @author treeroot
* @since 2006-2-2
* @version 1.0
*/
public class BubbleSort implements SortUtil.Sort{

     /* (non-Javadoc)
      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
      */
     public void sort(int[] data) {
         int temp;
         for(int i=0;i<data.length;i++){
             for(int j=data.length-1;j>i;j--){
                 if(data[j]<data[j-1]){
                     SortUtil.swap(data,j,j-1);
                 }
             }
         }
     }

}

选择排序：

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

/**
* @author treeroot
* @since 2006-2-2
* @version 1.0
*/
public class SelectionSort implements SortUtil.Sort {

     /*
      * (non-Javadoc)
      *
      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
      */
     public void sort(int[] data) {
         int temp;
         for (int i = 0; i < data.length; i++) {
             int lowIndex = i;
             for (int j = data.length - 1; j > i; j--) {
                 if (data[j] < data[lowIndex]) {
                     lowIndex = j;
                 }
             }
             SortUtil.swap(data,i,lowIndex);
         }
     }

}

改进后的归并排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

/**
* @author treeroot
* @since 2006-2-2
* @version 1.0
*/
public class ImprovedMergeSort implements SortUtil.Sort {

     private static final int THRESHOLD = 10;

     /*
      * (non-Javadoc)
      *
      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
      */
     public void sort(int[] data) {
         int[] temp=new int[data.length];
         mergeSort(data,temp,0,data.length-1);
     }

     private void mergeSort(int[] data, int[] temp, int l, int r) {
         int i, j, k;
         int mid = (l + r) / 2;
         if (l == r)
             return;
         if ((mid - l) >= THRESHOLD)
             mergeSort(data, temp, l, mid);
         else
             insertSort(data, l, mid - l + 1);
         if ((r - mid) > THRESHOLD)
             mergeSort(data, temp, mid + 1, r);
         else
             insertSort(data, mid + 1, r - mid);

         for (i = l; i <= mid; i++) {
             temp[i] = data[i];
         }
         for (j = 1; j <= r - mid; j++) {
             temp[r - j + 1] = data[j + mid];
         }
         int a = temp[l];
         int b = temp[r];
         for (i = l, j = r, k = l; k <= r; k++) {
             if (a < b) {
                 data[k] = temp[i++];
                 a = temp[i];
             } else {
                 data[k] = temp[j--];
                 b = temp[j];
             }
         }
     }

     /**
      * @param data
      * @param l
      * @param i
      */
     private void insertSort(int[] data, int start, int len) {
         for(int i=start+1;i<start+len;i++){
             for(int j=i;(j>start) && data[j]<data[j-1];j--){
                 SortUtil.swap(data,j,j-1);
             }
         }
     }

堆排序：

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

/**
* @author treeroot
* @since 2006-2-2
* @version 1.0
*/
public class HeapSort implements SortUtil.Sort{

     /* (non-Javadoc)
      * @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
      */
     public void sort(int[] data) {
         MaxHeap h=new MaxHeap();
         h.init(data);
         for(int i=0;i<data.length;i++)
             h.remove();
         System.arraycopy(h.queue,1,data,0,data.length);
     }

      private static class MaxHeap{         
        
         void init(int[] data){
             this.queue=new int[data.length+1];
             for(int i=0;i<data.length;i++){
                 queue[++size]=data[i];
                 fixUp(size);
             }
         }
         
         private int size=0;

         private int[] queue;
                
         public int get() {
             return queue[1];
         }

         public void remove() {
             SortUtil.swap(queue,1,size--);
             fixDown(1);
         }
         //fixdown
         private void fixDown(int k) {
             int j;
             while ((j = k << 1) <= size) {
                 if (j < size && queue[j]<queue[j+1])
                     j++;
                 if (queue[k]>queue[j]) //不用交换
                     break;
                 SortUtil.swap(queue,j,k);
                 k = j;
             }
         }
         private void fixUp(int k) {
             while (k > 1) {
                 int j = k >> 1;
                 if (queue[j]>queue[k])
                     break;
                 SortUtil.swap(queue,j,k);
                 k = j;
             }
         }

     }

}

GCC是GNU推出的Linux系统下C编译器，下面主要介绍这种编译器的基本原理和使用方法，以及编译过程中所产生的错误的原因及对策。

GCC简介
Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。

gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。

.c为后缀的文件，C语言源代码文件；

.a为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件；

.C，.cc或.cxx 为后缀的文件，是C++源代码文件；

.h为后缀的文件，是程序所包含的头文件；

.i 为后缀的文件，是已经预处理过的C源代码文件；

.ii为后缀的文件，是已经预处理过的C++源代码文件；

.m为后缀的文件，是Objective-C源代码文件；

.o为后缀的文件，是编译后的目标文件；

.s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件；

.S为后缀的文件，是经过预编译的汇编语言源代码文件。

gcc的执行过程
虽然我们称gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。

命令gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。接着调用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工作，一般来讲，.S为后缀的汇编语言源代码文件和汇编、.s为后缀的汇编语言文件经过预编译和汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。当所有的目标文件都生成之后，gcc就调用ld来完成最后的关键性工作，这个阶段就是连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地方。

gcc的基本用法和选项
在使用gcc编译器的时候，我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc编译器的调用参数大约有100多个，其中多数参数我们可能根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。

gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]

其中options就是编译器所需要的参数，filenames给出相关的文件名称。

-c，只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。

-o output_filename，确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。

-g，产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯，要想对源代码进行调试，我们就必须加入这个选项。

-O，对程序进行优化编译、连接，采用这个选项，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。

-O2，比-O更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。

-Idirname，将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程中使用的参数。C程序中的头文件包含两种情况∶

A)#include

B)#include “myinc.h”

其中，A类使用尖括号(< >)，B类使用双引号(“ ”)。对于A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件，这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中，如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中，就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。

-Ldirname，将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中，是在连接过程中使用的参数。在预设状态下，连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件，这个选项告诉连接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，然后到系统预设路径中寻找，如果函数库存放在多个目录下，就需要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。

-lname，在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。

上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。

假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件，要生成一个可执行文件，最简单的办法就是∶

gcc test.c

这时，预编译、编译连接一次完成，生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件，对于稍为复杂的情况，比如有多个源代码文件、需要连接档案库或者有其他比较特别的要求，就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。

整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成，程序中使用了系统提供的数学库，同时希望给出的可执行文件为test，这时的编译命令可以是∶

gcc testmain.c testsub.c □lm □o test

其中，-lm表示连接系统的数学库libm.a，这个过程可以用图12-1框图描述。


gcc的错误类型及对策
gcc编译器如果发现源程序中有错误，就无法继续进行，也无法生成最终的可执行文件。为了便于修改，gcc给出错误资讯，我们必须对这些错误资讯逐个进行分析、处理，并修改相应的语言，才能保证源代码的正确编译连接。gcc给出的错误资讯一般可以分为四大类，下面我们分别讨论其产生的原因和对策。

第一类∶C语法错误
错误资讯∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，一般都是C语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第n行及该行之前的程序，有时也需要对该文件所包含的头文件进行检查。有些情况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误，我们最主要的是要保持清醒的头脑，不要被其吓倒，必要的时候再参考一下C语言的基本教材。

第二类∶头文件错误
错误资讯∶找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。

第三类∶档案库错误
错误资讯∶连接程序找不到所需的函数库，例如∶

ld: -lm: No such file or directory

这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。

第四类∶未定义符号
错误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的，可能有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改gcc连接选项中的-l和-L项。

排除编译、连接过程中的错误，应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤，可以说只是开了个头。这个过程中的错误，只是我们在使用C语言描述一个算法中所产生的错误，是比较容易排除的。我们写一个程序，到编译、连接通过为止，应该说刚刚开始，程序在运行过程中所出现的问题，是算法设计有问题，说得更玄点是对问题的认识和理解不够，还需要更加深入地测试、调试和修改。一个程序，稍为复杂的程序，往往要经过多次的编译、连接和测试、修改。下面我们学习的程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程中使用的，用来解决调测阶段所出现的问题。