软件构造学习笔记-第四周

本周重点介绍了mutable和immutable的概念，有些抽象。对于immutable的数据类型来说，想修改其引用指向的值，必须使其指向新的内存区域，而不能在原有的内存区域做修改。mutable数据类型相反，可以在原来指向的内存区域进行修改。设计ADT时，尽量将小的数据型的ADT设置为immutable，提高程序健壮性。

静态/动态类型检查

1.数据类型：基本数据类型和对象数据类型的对比。

2.对象类型具有层次结构，除了Object类之外的所有类都有父类。Object是所有类的父类。Java中只支持单继承。
3.静态检查：在不运行程序的前提下的检测。Java是一种静态类型语言，所有变量的种类在编译阶段已经明确。在Eclipse中，静态检测在写代码的时候就已经进行，在不合法的位置会用标记指明。静态类型检查可以在编译阶段发现错误，避免将错误带入运行阶段，可以提高程序的正确性和健壮性。
静态检查可以发现的错误：语法错误、函数名/类名错误、参数数目错误、参数类型错误、返回值类型错误等。

4.动态检查：像Python一类的动态类型语言，在程序运行阶段才进行类型检查。动态类型检查>>静态类型检查>>无检查，因为动态类型检查可以针对具体的值进行检查（比如除数为0的问题）。静态检查是关于“类型”的检查，不考虑值；动态类型检查是关于“值”的检查。
动态检查可以发现的错误：非法参数值、非法返回值、越界、使用空指针等。

可变/不可变数据类型

1.改变一个变量：将该变量指向另一个值的存储空间。
改变一个变量的值：将该变量当前指向的值的存储空间中写入一个新的值。
2.final限定变量的指向是不可改变的。如果编译器不能确定final变量不会改变，就会提示错误，也是静态类型检查的一部分。
final类无法派生子类；final变量无法改变值和引用；final方法无法被子类重写。
3.不变对象：一旦被创建，始终指向同一个值/引用。
可变对象：拥有方法可以修改自身的值/引用。
String类是不可变类的一种。如果要改变一个String对象，则需要将引用修改后的存储空间。

StringBuilder是一种可变类。如果改变一个StringBuilder对象，则对原本存储区域的内容修改即可。

4.当一个值只有一个引用时，可变与不可变没有区别。当有多个引用时会有很大区别。

5.使用不可变类型时，对其频繁的修改会产生大量的临时拷贝（需要被回收）；可变类型最小化拷贝，提高了效率。不可变类型使用时更加安全，在其它质量指标上的表现更好。使用时需要权衡折中。
6.可以通过防御式拷贝（比如返回一个新的对象）来修正可变类型造成的bug。但是大部分时候拷贝不会被客户端修改，会造成大量的内存浪费。如果使用不可变类型，就节省了频繁复制的代价，不可变可以比可变的效率更高，因为不可变从不做防御式拷贝。
7.将可变转换成不可变：
使用传入的引用->利用传入引用建立新的对象再使用（在方法中使用复制对象）
返回引用->返回新的对象（即返回一份复制）

Snapshot

1.属于三维视图的Run-time、Moment、Code层面，用于描述程序运行时的内部状态。便于交流和理解设计思路。
2.基本类型的值和对象类型的值在SnapshotDiagram中的表示

对象存储在堆中，用椭圆形状标明。基本数据类型和对象的引用存储在栈中。基本数据类型的标识符不会存放在栈中。
对于不可变对象，用双线椭圆。
String s = “a”;
s = s + “b”;

3.final限定引用（！！！）不可改变。引用不可变，但是引用指向的存储区域的值是可以改变的。对于不可变引用，用双线。可变的引用，也可以指向不可变的值。
例如：新建一个final的List称为a，可以使用add向a中添加值，但是不能让a指向另一个List。

可变类型 List Set Map

参考https://www.cnblogs.com/jxxblogs/p/11561629.html
1.List
大小可变（数组不可变）。
可以通过位置存储、访问数据。
List是接口，且成员必须是对象。
2.Set
Set是零或多个对象组成的无序集合，不允许元素重复。
Set是接口，成员是对象。
3.Map
和Python中的Dictionary类似，是由二元组（key-value）构成的。
不允许key值重复。
Map是接口。

迭代器 Iteration

1.主要用途是对集合进行遍历。iteraror有两个方法：next()返回集合中的下个元素，hasNext()测试迭代器是否达到集合末尾元素。

2.如果要遍历集合并删除指定元素的话，必须使用迭代器。
错误示范：

正确示范：

不可变类型

1.基本类型及其封装对象类型都是不可变的。
2.使用Collections.unmodifiableList、Collections.unmodifiableSet、Collections.unmodifiableMap方法将List、Set、Map包装成不可变类型。但是这种不可变是在运行阶段获得的，在编译阶段无法据此进行静态检查。即如果在编译阶段尝试修改包装类属性，编译器不会报错。

有关规约书写

1.规约是程序和客户端之间达成的一致。只讲“能做什么”，不讲“怎么实现”。规约不只是注释，还包括返回值、参数、方法名。

2.规约不包括方法具体实现的内容。规约中的方法都是public方法。代码中蕴含的设计决策针对编译器，而规约（注释）的设计决策针对读者。
3.行为等价性从用户视角出发，根据规约判断行为是否等价。如果两个函数符合同一规约，则它们等价。
4.前置条件：对客户端的约束，即在使用方法时必须满足的条件。
后置条件：对开发者的约束，方法结束时必须满足的条件。
如果前置条件满足，后置条件必须满足。前置条件不满足，方法可做任何事。
5.用@param规范化前置条件，用@return和@throws规范后置条件。

6.如果改变了输入数据（mutating methods），要在规约中明确指出。除非规约要求，否则不应修改输入参数。