Java: руководство для начинающих, 9-е издание (2023) PDF

В этой книге, которая полностью обновлена с учетом Java Platform Standard Edition 17, начиная с самой первой главы, шаг за шагом показано, как приступить к программированию на языке Java. Книга, написанная ведущим специалистом по Java Гербертом Шилдтом, начинается с основ, таких как создание, компиляция и запуск программ на Java. Затем объясняются основные ключевые слова, синтаксис и команды языка Java.В книге раскрыты основы и кратко описаны расширенные функциональные средства, в числе которых многопоточное программирование, обобщения, лямбда-выражения и графический интерфейс Swing. Вдобавок приводится четкое объяснение перечислений, модулей и методов интерфейса. В этом руководстве предлагается эффективное сочетание теории и практики написания кода, которое позволит быстро приступить к разработке приложений на языке Java.

Расскажите про клонирование объектов.

Использование оператора присваивания не создает нового объекта, а лишь копирует ссылку на объект. Таким образом, две ссылки указывают на одну и ту же область памяти, на один и тот же объект. Для создания нового объекта с таким же состоянием используется клонирование объекта.

Класс Object содержит protected метод clone(), осуществляющий побитовое копирование объекта производного класса. Однако сначала необходимо переопределить метод clone() как public для обеспечения возможности его вызова. В переопределенном методе следует вызвать базовую версию метода super.clone(), которая и выполняет собственно клонирование.

Чтобы окончательно сделать объект клонируемым, класс должен реализовать интерфейс Cloneable. Интерфейс Cloneable не содержит методов относится к маркерным интерфейсам, а его реализация гарантирует, что метод clone() класса Object возвратит точную копию вызвавшего его объекта с воспроизведением значений всех его полей. В противном случае метод генерирует исключение CloneNotSupportedException. Следует отметить, что при использовании этого механизма объект создается без вызова конструктора.

Это решение эффективно только в случае, если поля клонируемого объекта представляют собой значения базовых типов и их обёрток или неизменяемых (immutable) объектных типов. Если же поле клонируемого типа является изменяемым ссылочным типом, то для корректного клонирования требуется другой подход. Причина заключается в том, что при создании копии поля оригинал и копия представляют собой ссылку на один и тот же объект. В этой ситуации следует также клонировать и сам объект поля класса.

Такое клонирование возможно только в случае, если тип атрибута класса также реализует интерфейс Cloneable и переопределяет метод clone(). Так как, если это будет иначе вызов метода невозможен из-за его недоступности. Отсюда следует, что если класс имеет суперкласс, то для реализации механизма клонирования текущего класса-потомка необходимо наличие корректной реализации такого механизма в суперклассе. При этом следует отказаться от использования объявлений final для полей объектных типов по причине невозможности изменения их значений при реализации клонирования.

Помимо встроенного механизма клонирования в Java для клонирования объекта можно использовать:

• Специализированный конструктор копирования - в классе описывается конструктор, который принимает объект этого же класса и инициализирует поля создаваемого объекта значениями полей переданного.
• Фабричный метод - (Factory method), который представляет собой статический метод, возвращающий экземпляр своего класса.
• Механизм сериализации - сохранение и последующее восстановление объекта в/из потока байтов.

В чем отличие между поверхностным и глубоким клонированием?

Поверхностное копирование копирует настолько малую часть информации об объекте, насколько это возможно. По умолчанию, клонирование в Java является поверхностным, т.е. класс Object не знает о структуре класса, которого он копирует. Клонирование такого типа осуществляется JVM по следующим правилам:

• Если класс имеет только члены примитивных типов, то будет создана совершенно новая копия объекта и возвращена ссылка на этот объект.
• Если класс помимо членов примитивных типов содержит члены ссылочных типов, то тогда копируются ссылки на объекты этих классов. Следовательно, оба объекта будут иметь одинаковые ссылки.

Глубокое копирование дублирует абсолютно всю информацию объекта:
• Нет необходимости копировать отдельно примитивные данные;
• Все члены ссылочного типа в оригинальном классе должны поддерживать клонирование. Для каждого такого члена при переопределении метода clone() должен вызываться super.clone();
• Если какой-либо член класса не поддерживает клонирование, то в методе клонирования необходимо создать новый экземпляр этого класса и скопировать каждый его член со всеми атрибутами в новый объект класса, по одному.

Какой способ клонирования предпочтительней?

Наиболее безопасным и, следовательно, предпочтительным способом клонирования является использование специализированного конструктора копирования:
• Отсутствие ошибок наследования (не нужно беспокоиться, что у наследников появятся новые поля, которые не будут склонированы через метод clone());
• Поля для клонирования указываются явно;
• Возможность клонировать даже final поля.

Почему метод clone() объявлен в классе Object, а не в интерфейсе Cloneable?

Метод clone() объявлен в классе Object с указанием модификатора native, чтобы обеспечить доступ к стандартному механизму поверхностного копирования объектов. Одновременно он объявлен и как protected, чтобы нельзя было вызвать этот метод у не переопределивших его объектов. Непосредственно интерфейс Cloneable является маркерным (не содержит объявлений методов) и нужен только для обозначения самого факта, что данный объект готов к тому, чтобы быть клонированным. Вызов переопределённого метода clone() у не Cloneable объекта вызовет выбрасывание CloneNotSupportedException.

Что такое Reflection?

Рефлексия (Reflection) - это механизм получения данных о программе во время её выполнения (runtime). В Java Reflection осуществляется с помощью Java Reflection API, состоящего из классов пакетов java.lang и java.lang.reflect.

Возможности Java Reflection API:
• Определение класса объекта;
• Получение информации о модификаторах класса, полях, методах, конструкторах и суперклассах;
• Определение интерфейсов, реализуемых классом;
• Создание экземпляра класса;
• Получение и установка значений полей объекта;
• Вызов методов объекта;
• Создание нового массива.

Зачем нужен equals(). Чем он отличается от операции ==?

Метод equals() - определяет отношение эквивалентности объектов.

При сравнении объектов с помощью == сравнение происходит лишь между ссылками. При сравнении по переопределённому разработчиком equals() - по внутреннему состоянию объектов.