Исключения в java

Статические переменные

При создании объектов класса в Java каждый из них содержит собственную копию всех переменных класса.

Однако, если мы объявим переменную статической, все объекты класса будут использовать одну и ту же статическую переменную. Это связано с тем, что, как и статические методы, статические переменные также связаны с классом. И объекты класса для доступа к статическим переменным создавать не нужно. Например:

public class VariableExample {	public String normalVariable = null;	public static String staticVariable = null;	public static void main(String[] args) {		VariableExample firstExample = new VariableExample();		firstExample.normalVariable = "Hello";		firstExample.staticVariable = "Hello";//Это то же самое, что VariableExample.staticVariable = "Hello"		VariableExample secondExample = new VariableExample();		System.out.println("normalVariable: "+ secondExample.normalVariable);		System.out.println("staticVariable: "+ secondExample.staticVariable);	}}

В приведенном выше примере — переменная класса, а — статическая переменная. Если вы объявите переменную, как показано ниже:

firstExample.staticVariable = “Hello”

Это похоже на доступ к статической переменной через имя класса:

VariableExample.staticVariable = “Hello”

Здесь статические переменные — переменные уровня класса. Поэтому, если вы обращаетесь к статическим переменным через переменную экземпляра объекта, то это отражается на соответствующей статической переменной уровня класса. Таким образом, статические переменные всегда имеют одно и то же значение. Но переменная экземпляра сохраняет отдельное значение в каждом экземпляре объекта. Таким образом, приведенный выше фрагмент кода выведет:

normalVariable: nullstaticVariable: Hello

Заключительные занятия

Классы, помеченные как final , не могут быть расширены. Если мы посмотрим на код основных библиотек Java, мы найдем там много классов final . Одним из примеров является класс String .

Рассмотрим ситуацию, если мы можем расширить класс String , переопределить любой из его методов и заменить все экземпляры String экземплярами нашего конкретного подкласса String .

Результат операций над объектами String станет непредсказуемым. И учитывая, что класс String используется везде, это неприемлемо. Вот почему класс String помечен как final .

Любая попытка наследовать от класса final приведет к ошибке компилятора. Чтобы продемонстрировать это, давайте создадим final класс Cat :

public final class Cat {

    private int weight;

    // standard getter and setter
}

И давайте попробуем его расширить:

public class BlackCat extends Cat {
}

Мы увидим ошибку компилятора:

The type BlackCat cannot subclass the final class Cat

Обратите внимание, что ключевое слово final в объявлении класса не означает, что объекты этого класса являются неизменяемыми. Мы можем свободно изменять поля объекта Cat :

Cat cat = new Cat();
cat.setWeight(1);

assertEquals(1, cat.getWeight());

Мы просто не можем его продлить.

Если мы строго следуем правилам хорошего дизайна, мы должны тщательно создавать и документировать класс или объявлять его окончательным по соображениям безопасности

Однако мы должны проявлять осторожность при создании классов final

Обратите внимание, что создание класса final означает, что ни один другой программист не может его улучшить. Представьте, что мы используем класс и у нас нет исходного кода для него, и есть проблема с одним методом

Если класс окончательный, мы не можем расширить его, чтобы переопределить метод и устранить проблему. Другими словами, мы теряем расширяемость, одно из преимуществ объектно-ориентированного программирования.

Использование Java 8 и списка

И, наконец, мы можем использовать потоковый API Java 8 . Но сначала давайте сделаем некоторые незначительные преобразования с нашими исходными данными:

List inputString = Arrays.asList(inputString.split(" "));
List words = Arrays.asList(words);

Теперь пришло время использовать Stream API:

public static boolean containsWordsJava8(String inputString, String[] words) {
    List inputStringList = Arrays.asList(inputString.split(" "));
    List wordsList = Arrays.asList(words);

    return wordsList.stream().allMatch(inputStringList::contains);
}

Приведенный выше конвейер операций вернет true , если входная строка содержит все наши ключевые слова.

В качестве альтернативы мы можем просто использовать метод containsAll() фреймворка Collections для достижения желаемого результата:

public static boolean containsWordsArray(String inputString, String[] words) {
    List inputStringList = Arrays.asList(inputString.split(" "));
    List wordsList = Arrays.asList(words);

    return inputStringList.containsAll(wordsList);
}

Однако этот метод работает только для целых слов. Таким образом, он будет определять ключевые слова только в том случае, если они разделены пробелами в тексте.

Статический класс

Язык программирования Java позволяет нам создавать класс внутри класса. Это обеспечивает убедительный способ группировки элементов, которые будут использоваться только в одном месте, это помогает сохранить наш код более организованным и читаемым.

Архитектура вложенного класса разделена на две части:

вложенные классы, объявленные статическими , называются статическими вложенными классами , тогда как,
вложенные классы, которые не являются статическими , называются внутренними классами

Основное различие между этими двумя классами заключается в том, что внутренние классы имеют доступ ко всем членам заключающего класса (включая private), в то время как статические вложенные классы имеют доступ только к статическим членам внешнего класса.

На самом деле, статические вложенные классы вели себя точно так же, как и любой другой класс верхнего уровня, но были заключены в единственный класс, который будет иметь к нему доступ, чтобы обеспечить лучшее удобство упаковки.

6.1. Пример статического класса

Наиболее широко используемый подход к созданию одноэлементных объектов-это статический вложенный класс, он не требует никакой синхронизации и прост в освоении и реализации:

public class Singleton  {    
    private Singleton() {}
    
    private static class SingletonHolder {    
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }    

    public static Singleton getInstance() {    
        return SingletonHolder.instance;    
    }    
}

6.2. Веские причины для использования статического внутреннего класса

Группировка классов, которые будут использоваться только в одном месте, увеличивает инкапсуляцию
Код приближается к месту, которое будет только одним для его использования; это повышает читабельность и делает код более удобным для обслуживания
Если вложенный класс не требует какого-либо доступа к его заключающим членам экземпляра класса, то лучше объявить его как static , потому что таким образом он не будет связан с внешним классом и, следовательно, будет более оптимальным, поскольку им не потребуется память кучи или стека

6.3. Ключевые моменты, которые следует запомнить

статические вложенные классы не имеют доступа ни к каким членам экземпляра заключающего внешнего класса ; он может получить доступ к ним только через ссылку на объект
статические вложенные классы могут обращаться ко всем статическим членам заключающего класса, включая частные
Спецификация программирования Java не позволяет нам объявлять класс верхнего уровня как static ; только классы внутри классов (вложенные классы) могут быть сделаны как static

Реализация «кучи» (где хранятся объекты):

Эта область памяти используется для объектов и классов. Новые объекты всегда создаются в куче, а ссылки на них хранятся в стеке. Эти объекты имеют глобальный доступ и могут быть получены из любого места программы.

Эта область памяти разбита на несколько более мелких частей, называемых поколениями:

Young Generation — область где размещаются недавно созданные объекты. Когда она заполняется, происходит быстрая сборка мусора.

Old (Tenured) Generation — здесь хранятся долгоживущие объекты. Когда объекты из Young Generation достигают определенного порога “возраста”, они перемещаются в Old Generation.

Permanent Generation — эта область содержит метаинформацию о классах и методах приложения, но начиная с Java 8 данная область памяти была упразднена.

Помимо рассмотренных ранее, куча имеет следующие ключевые особенности:Когда эта область памяти полностью заполняется, Java бросает java.lang.OutOfMemoryError Доступ к ней медленнее, чем к стеку. Эта память, в отличие от стека, автоматически не освобождается. Для сбора неиспользуемых объектов используется сборщик мусора. В отличие от стека, куча не является потокобезопасной и ее необходимо контролировать, правильно синхронизируя код.

Оператор for

Оператор
for представляет собой компактную форму итерации по диапазону чисел. Его синтаксис:

for (<инициализация>; <условие>; <инкремент>)
<оператор1>;

1 2	for (<инициализация>; <условие>; <инкремент>) <оператор1>;

Или для блока операторов (согласно соглашению о кодировании в Java рекомендуется использовать этот вариант даже для случая одного оператора):

for (<инициализация>; <условие>; <инкремент>) {
<оператор1>;
<оператор2>;
…
<операторN>;
}

1
2
3
4
5
6

for (<инициализация>; <условие>; <инкремент>) {
    <оператор1>;
    <оператор2>;
    …
    <операторN>;
}

Выражение
<инициализация> выполняется только один раз перед началом итерации. Переменные, объявленные в
<инициализация> действуют только внутри цикла
for , включая
<инициализация> ,
<условие> и
<инкремент>.

Выражение
<условие> выполняется перед каждым циклом итерации. Блок операторов или одиночный оператор выполняются только тогда, когда
<условие> вернуло
true . Если
<условие> возвращает
false , то выполнение цикла
for завершается.

Выражение
<инкремент> выполняется после каждого цикла перед проверкой выражения
<условие> . Его обычно используют для увеличения или уменьшения значения.

Любое из выражений
<инициализация> ,
<условие> ,
<инкремент> можно опустить. Можно даже вообще сделать цикл
for без инициализации, условия, инкремента и оператора/блока операторов:

Java

// Бесконечный цикл
for (;;);

1 2	// Бесконечный цикл for(;;);

Пример использования цикла
for для вывода значений от 0 до 10:

Java

for (int n = 0; n <= 10; n++) {
System.out.println(n);
}

1
2
3

for(intn=;n<=10;n++){

System.out.println(n);

}

В
<инициализация> и в
<инкремент> можно указывать несколько выражений инициализации и несколько инкрементов. В этом случае они указываются через запятую и вычисляются слева направо:

Java

for (int n = 0, m = 3; n <= 10; n++, m—) {
System.out.println(«n=» + n + «; m=» + m);
}

1
2
3

for(intn=,m=3;n<=10;n++,m—){

System.out.println(«n=»+n+»; m=»+m);

}

Существует ещё специальная форма for для обхода по массивам и коллекциям:

Java

int[] myarray = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
for (int n : myarray) {
System.out.println(n);
}

1
2
3
4

intmyarray={,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

for(intnmyarray){

System.out.println(n);

}

Выведет в консоль следующее:

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Использование Утверждений Java

Чтобы добавить утверждения, просто используйте ключевое слово assert и задайте ему логическое условие :

public void setup() {
    Connection conn = getConnection();
    assert conn != null;
}

Java также предоставляет второй синтаксис для утверждений, который принимает строку, которая будет использоваться для построения AssertionError , если она будет выдана:

public void setup() {
    Connection conn = getConnection();
    assert conn != null : "Connection is null";
}

В обоих случаях код проверяет, возвращает ли соединение с внешним ресурсом ненулевое значение. Если это значение равно null, JVM автоматически выдаст Ошибку утверждения .

Во втором случае исключение будет содержать дополнительные сведения, которые будут отображаться в трассировке стека и могут помочь в отладке проблемы.

Давайте посмотрим на результат запуска нашего класса с включенными утверждениями:

Exception in thread "main" java.lang.AssertionError: Connection is null
        at com.baeldung.assertion.Assertion.setup(Assertion.java:15)
        at com.baeldung.assertion.Assertion.main(Assertion.java:10)

Итерация

Вы можете выполнить итерацию несколькими способами. Три наиболее распространенных:

Использование итератора.
Использование цикла for-each.
Использование цикла for.
Использование API Java Stream.

Я объясню каждый из этих методов итерации списка Java в следующих разделах.

Итерация с использованием итератора

Вот пример:

List list = new ArrayList();

list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");

Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
    Object next = iterator.next();
}

Вы получаете Iterator, вызывая метод iterator() интерфейса List.

Получив Iterator, вы можете продолжать вызывать его метод hasNext(), пока он не вернет false. Вызов hasNext() выполняется внутри цикла while.

Внутри цикла while вы вызываете метод Iterator next() интерфейса Iterator для получения следующего элемента, на который указывает Iterator.

Если список напечатан с использованием Java Generics, вы можете сохранить некоторые объекты внутри цикла while. Вот пример:

List list = new ArrayList<>();

list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");
    
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    String obj = iterator.next();
}

Итерация с использованием цикла For-Each

Второй способ – использовать цикл for, добавленный в Java 5 (также называемый циклом «для каждого»):

List list = new ArrayList();

list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");

for(Object element : list) {
    System.out.println(element);
}

Цикл for выполняется один раз для каждого элемента списка. Внутри него каждый элемент, в свою очередь, связан с переменной obj.

Если список напечатан (List), вы можете изменить тип переменной внутри цикла:

List list = new ArrayList();

//add elements to list

for(String element : list) {
    System.out.println(element);
}

Итерация с помощью цикла For

Пример:

List list = new ArrayList();

list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");
    
for(int i=0; i < list.size(); i++) {
    Object element = list.get(i);
}

Цикл for создает переменную int и инициализирует ее равной 0. Затем он зацикливается до тех пор, пока int i меньше размера списка. Для каждой итерации переменная увеличивается.

Внутри цикла for пример обращается к элементам List с помощью метода get(), передавая переменную i в качестве параметра.

Опять же, если список набирается с использованием Java Generics, например, для String, то вы можете использовать универсальный тип List в качестве типа для локальной переменной, которая назначается каждому элементу List в ходе итерации:

List list = new ArrayList();

list.add("first");
list.add("second");
list.add("third");
    
for(int i=0; i < list.size(); i++) {
    String element = list.get(i);
}

С использованием API Java Stream

Для итерации вы должны сначала получить поток из списка. Это выполняется путем вызова метода List stream(). Вот пример получения потока из списка:

List stringList = new ArrayList();

stringList.add("abc");
stringList.add("def");

Stream stream = stringList.stream();

Последняя строка этого примера вызывает метод List stream() для получения потока, представляющего элементы списка.

Как только вы получили поток, можете выполнить итерацию потока, вызвав его метод forEach():

List stringList = new ArrayList();

stringList.add("one");
stringList.add("two");
stringList.add("three");

Stream stream = stringList.stream();
stream
    .forEach( element -> { System.out.println(element); });

Вызов метода forEach() заставит Stream выполнить внутреннюю итерацию всех элементов потока и вызвать получателя, переданного в качестве параметра методу forEach() для каждого элемента в потоке.

Какие методы имеются у класса Object?

public String toString() — Возвращает строковое представление объекта.

public native int hashCode() и public boolean equals(Object obj) — Пара методов, которые используются для сравнения объектов.

public final native Class getClass() — Возвращает специальный объект, который описывает текущий класс.

public final native void notify(),public final native void notifyAll(),public final native void wait(long timeout),public final void wait(long timeout, intnanos),public final void wait() — Методы для контроля доступа к объекту из различных нитей. Управление синхронизацией нитей.

protected void finalize() — Метод позволяет «освободить» родные не-Java ресурсы: закрыть файлы, потоки и т.д.

protected native Object clone() — Метод позволяет клонировать объект: создает дубликат объекта.

Плюсы

Очевидный плюс — набор ключевых слов расширится в десятки раз без каких-либо усилий с вашей стороны. Вероятнее всего, после обновления можно будет не тратить время на сбор всех синонимов и ассоциаций к основным запросам.

Используя собственные алгоритмы, искусственный интеллект способен подбирать ключи, о существовании которых рекламодатель никогда не задумывался. Впервые введя в точный тип соответствия (да, там они тоже есть), Google утверждал, что они учитывают аналогичное намерение покупателя, поэтому приносят только пользу. Рост кликов и конверсий по похожим запросам отмечался и на предварительных тестах.

Лучшие Практики

Самое важное, что нужно помнить об утверждениях, – это то, что их можно отключить, поэтому никогда не предполагайте, что они будут выполнены. Поэтому при использовании утверждений имейте в виду следующее:

Поэтому при использовании утверждений имейте в виду следующее:

Всегда проверяйте наличие нулевых значений и пустых Необязательно при необходимости
Избегайте использования утверждений для проверки входных данных в общедоступном методе и вместо этого используйте непроверенное исключение, такое как Исключение IllegalArgumentException или Исключение NullPointerException
Не вызывайте методы в условиях утверждения, а вместо этого назначьте результат метода локальной переменной и используйте эту переменную с assert
Утверждения отлично подходят для мест в коде, которые никогда не будут выполнены, таких как по умолчанию случай оператора switch или после цикла, который никогда не заканчивается

Переменные (ключевые слова var, let и const)

Переменная – это именованный участок памяти для хранения данных.

Представить себе переменную можно как некоторую область памяти, в которую вы можете как записать некоторую информацию, так и прочитать её из неё. Доступ к этому месту в памяти выполняется по имени, которое вы установили переменной при её создании.

Данные, хранящиеся в переменной, называются её значением.

В процессе выполнения программы значения переменной могут меняться. Но в определённый момент времени переменная всегда имеет какое-то одно значение.

В JavaScript до ES6 (ECMAScript 2015) объявление (создание) переменных осуществлялось с использованием только ключевого слова .

// объеявление переменной message (message - это имя переменной)
var message;

При создании переменной ей сразу же можно присвоить некоторое значение. Эту операцию называют инициализацией переменной.

Присвоение переменной значения выполняется через оператор .

// например, создадим переменную email и присвоим ей в качестве значения строку "no-reply@astr.org"
var email = 'no-reply@astr.org';
// установим переменной email новое значение
email = 'support@astr.org';

Для того чтобы получить значение переменной к ней нужно просто обратиться по имени.

// например, выведем в консоль браузера значение переменной email
console.log(email);

Переменная, которая объявлена без инициализации имеет по умолчанию значение .

var phone;
// например, выведем в консоль браузера значение переменной phone
console.log(phone); // undefined

Для того чтобы объявить не одну, а сразу несколько переменных с помощью одного ключевого слова , их необходимо просто отделить друг от друга с помощью запятой.

// например, объявим с помощью одного ключевого слова var сразу три переменные, и двум из них сразу присвоим значения
var
  price = 78.55,
  quantity = 10,
  message;

Объявление переменных с помощью let и const

Сейчас ключевое слово практически не используется, вместо него новый стандарт (ES6) рекомендует использовать и .

В чем отличия от ?

1. Переменная объявленная посредством имеет область видимости, ограниченную блоком. Т.е. она видна только внутри фигурных скобок, в которых она создана, а также в любых других скобках, вложенных в эти. Вне них она не существует.

{
  let name = 'John';
  console.log(name); // "John"
  {
    console.log(name); // "John"
  }
}
console.log(name); // Uncaught ReferenceError: name is not defined

Переменная, объявленная через ключевое слово имеет функциональную область видимости. Т.е. она ограничена только пределами функции.

Такая переменная будет видна за пределами блока, в котором она создана.

{
  var name = 'John';
  console.log(name); // "John"
  {
    console.log(name); // "John"
  }
}
console.log(name); // "John"

2. Переменные, созданные с помощью не поднимаются к началу текущего контекста, т.е. hoisting для них не выполняется. Другими словами, к такой переменной нельзя обратиться до её объявления.

age = 10; // ReferenceError: Cannot access 'age' before initialization
let age = 28;

Переменные, созданные с помощью поднимаются к началу текущего контекста. Это означает что к таким переменным вы можете обратиться до их объявления.

age = 10;
var age = 28;

Константы (const)

Мы разобрали отличия от . А что же насчёт ? Переменные, созданные с помощью ведут себя также как с . Единственное отличие между ними заключается в том, что непосредственное значение переменной созданной через вы не можете изменить. Таким образом, – это ключевое слово, предназначенное для создания своего рода констант.

const COLOR_RED = '#ff0000';

Именование констант рекомендуется выполнять прописными буквами. Если константа состоит из несколько слов, то их между собой желательно отделять с помощью нижнего подчёркивания.

При попытке изменить значение константы вам будет брошена ошибка.

const COLOR_RED = '#ff0000';
COLOR_RED = '#f44336'; // Uncaught TypeError: Assignment to constant variable.

Когда переменной вы присваиваете значение, имеющее объектный тип данных, в ней уже будет храниться не сам этот объект, а ссылка на него. Это необходимо учитвать при работе с переменными в JavaScipt.

В этом случае когда вы константе присваиваете некий объект, то вы не можете изменить ссылку, хранящуюся в самой константе. Но сам объект доступен для изменения.

const COLORS = ;
// присвоить другой объект или значение константе нельзя
COLORS = []; // Uncaught TypeError: Assignment to constant variable.
COLORS = { red: '#ff0000', green: '#00ff00', blue: '#00ff00' }; // Uncaught TypeError: Assignment to constant variable.
COLORS = '#00ff00'; // Uncaught TypeError: Assignment to constant variable
// но имзменить сам объект можно
COLORS.push('#4caf50');
console.log(COLORS); //

Вложенные циклы

Внимание: для освоения этого раздела необходимо понимание принципов работы с массивами. Часто используют циклы, один из которых выполняется в теле другого, — их называют вложенными

Это может потребоваться для обхода двумерных массивов, генерации данных и много чего ещё. Вкладывать друг в друга можно разные циклы неограниченное количество раз

Часто используют циклы, один из которых выполняется в теле другого, — их называют вложенными. Это может потребоваться для обхода двумерных массивов, генерации данных и много чего ещё. Вкладывать друг в друга можно разные циклы неограниченное количество раз.

Вот примеры кода:

В этом фрагменте был создан двумерный массив chars, по которому мы прошли с помощью одного цикла for, вложенного в другой — тоже for. Для каждой итерации внешнего цикла выполняются все итерации вложенного в него внутреннего. Таким образом, для массива размерности 5 на 5 будет совершено 25 итераций — внешний цикл идёт по строкам, внутренний — по столбцам.

Ещё пример, но теперь уже трёх вложенных циклов:

Тут мы прошлись по значениям из трёх массивов и сгенерировали шесть сообщений с разными приветствиями, именами и вопросами.

Бывают ситуации, когда нужно внутри вложенного цикла прекратить выполнение текущего и того, в который он вложен. Если использовать для этого просто break, мы выйдем только из текущего цикла, а внешний продолжит работать:

Как видно из примера, ожидаемого результата (прекратить работу обоих циклов, если найдено число 5) мы не получили. В таких ситуациях можно использовать, например, проверку с помощью boolean-значения:

Мы вводим во внешний цикл логическую переменную check и присваиваем ей значение false. Если внутри второго цикла работа прекращается оператором break, перед этим check присваивается значение true. После завершения работы вложенного цикла проверяем во внешнем, что находится в нашей переменной check. Если true, значит, вложенный цикл был прерван и требуется прервать текущий.