为什么要将局部变量的作用域最小化?

2019/12/04

嗨,本篇文章来说说 Java 的一个小细节:为什么要将局部变量的作用域最小化?

明人不说暗话啊。这篇文章的灵感来源于《Effective Java》,这本书我买了有好长好长一段时间了,书页都已经泛黄,烙下了时间的痕迹,但我仍然还没有把这本书读完。说来惭愧啊。

为什么呢?总感觉这本书的中文翻译有点拙劣,读起来烦闷枯燥。明明感觉作者说得非常有道理,但就是提不起半点兴致。

(说完这句话,总觉得有点对不住这本书的译者,毕竟吐槽容易,分享难啊。)

为什么要说这些废话呢,因为怕大家觉得这是不值一提的细节,但往往细节决定成败啊。大家不妨换一种比较轻松的心态来读一读。反正我是不怎么喜欢高谈阔论的文章,读完后往往只能感慨一句:“说得不错啊”,但也仅此而已。

好了,来步入正题。

String [] strs = {"洛阳","牡丹","甲天下"};
List<String> list = Arrays.asList(strs);

Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String s = (String) iterator.next();
    System.out.println(s);
}

list.add("沉默王二");
Iterator<String> iterator1 = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    String s = (String) 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。

说句实在话,在敲代码的这十年来,没少复制粘贴,没少因为粘贴后变量没有修改彻底,而导致出现了各种意料之外的 bug。

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。

for (Iterator<String> iterator = list.iterator();iterator.hasNext();) {
    String s = (String) iterator.next();
    System.out.println(s);
}

list.add("沉默王二");
for (Iterator<String> iterator = list.iterator();iterator.hasNext();) {
    String s = (String) 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。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)。

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。

pre_name 变量的作用域结束的有点晚;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。

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

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

有人可能觉得这不是在吹毛求疵吗?真不是的,变量就应该是在第一次使用它的时候声明。否则的话,变量的作用域要么开始的太早,要么结束的太晚。

好了,这篇文章到此就结束了,非常的简短,但讲清楚了“为什么要将局部变量的作用域最小化”。

(转载本站文章请注明作者和出处 沉默王二

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