詳解Java 10 var關(guān)鍵字和示例教程

更新時(shí)間：2018年10月12日 09:19:47 作者：Mohamed Taman

在本文中，我將通過(guò)示例介紹新的Java SE 10特性——“var”類型。你將學(xué)習(xí)如何在代碼中正確使用它，以及在什么情況下不能使用它,需要的朋友可以參考下

關(guān)鍵要點(diǎn)

Java 10引入了一個(gè)閃亮的新功能：局部變量類型推斷。對(duì)于局部變量，現(xiàn)在可以使用特殊的保留類型名稱“var”代替實(shí)際類型。
提供這個(gè)特性是為了增強(qiáng)Java語(yǔ)言，并將類型推斷擴(kuò)展到局部變量的聲明上。這樣可以減少板代碼，同時(shí)仍然保留Java的編譯時(shí)類型檢查。
由于編譯器需要通過(guò)檢查賦值等式右側(cè)（RHS）來(lái)推斷var的實(shí)際類型，因此在某些情況下，這個(gè)特性具有局限性，例如在初始化Array和Stream的時(shí)候。
如何使用新的“var”來(lái)減少樣板代碼。

在本文中，我將通過(guò)示例介紹新的Java SE 10特性——“var”類型。你將學(xué)習(xí)如何在代碼中正確使用它，以及在什么情況下不能使用它。

介紹

Java 10引入了一個(gè)閃亮的新功能：局部變量類型推斷。對(duì)于局部變量，現(xiàn)在可以使用特殊的保留類型名稱“var”代替實(shí)際類型，如下所示：

var name = “Mohamed Taman”;

提供這個(gè)特性是為了增強(qiáng)Java語(yǔ)言，并將類型推斷擴(kuò)展到局部變量的聲明上。這樣可以減少板代碼，同時(shí)仍然保留Java的編譯時(shí)類型檢查。

由于編譯器需要通過(guò)檢查賦值等式右側(cè)（RHS）來(lái)推斷var的實(shí)際類型，因此在某些情況下，這個(gè)特性具有局限性。我會(huì)在稍后提到這個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)在，讓我們來(lái)看一些簡(jiǎn)單的例子吧。

在開始演示代碼之前，你需要一個(gè)IDE來(lái)體驗(yàn)這些新特性?，F(xiàn)在有很多可選擇的IDE，所以你可以在它們當(dāng)中選擇你喜歡的能夠支持Java SE 10的IDE，比如Apache NetBeans 9、IntelliJ IDEA 2018或最新版本的Eclipse。

就個(gè)人而言，我更喜歡使用交互式的編程工具，可以快速學(xué)習(xí)Java語(yǔ)言語(yǔ)法，了解新的Java API及其特性，甚至用來(lái)進(jìn)行復(fù)雜代碼的原型設(shè)計(jì)。這與枯燥的編輯、編譯和執(zhí)行代碼的繁瑣過(guò)程不太一樣：

寫一個(gè)完整的程序；
編譯并修復(fù)錯(cuò)誤；
運(yùn)行程序；
弄清楚它有什么問(wèn)題；
修改；
重復(fù)這個(gè)過(guò)程。

除了IDE之外，現(xiàn)在還可以使用從Java SE 9以就隨ava SE JDK一起發(fā)布的JShell。

什么是JShell

現(xiàn)在，Java有了自己的REPL（Read-Evaluate-Print-Loop）實(shí)現(xiàn)JShell（Java Shell），作為交互式的編程環(huán)境。那么，它有什么神奇的地方？JShell提供了一個(gè)快速友好的環(huán)境，讓你能夠快速探索、發(fā)現(xiàn)和試驗(yàn)Java語(yǔ)言特性及其豐富的庫(kù)。

在JShell中，你可以一次輸入一個(gè)程序元素，并可以立即看到結(jié)果，然后根據(jù)需要對(duì)代碼做出調(diào)整。因此，JShell用它的Read-Evaluate-Print循環(huán)取代了編輯、編譯和執(zhí)行的繁瑣過(guò)程。在JShell中，你不需要編寫完整的程序，只需要編寫JShell命令和Java代碼片段即可。

當(dāng)你輸入代碼段時(shí)，JShell會(huì)立即讀取、執(zhí)行并打印結(jié)果，然后準(zhǔn)備好執(zhí)行下一個(gè)代碼片段。因此，JShell的即時(shí)反饋可以讓你保持注意力，提高你的效率，并加快學(xué)習(xí)和軟件開發(fā)過(guò)程。

對(duì)JShell的介紹就到此為止（InfoQ最近對(duì)這個(gè)工具進(jìn)行過(guò)全面介紹）。為了深入了解JShell的功能，我錄制了一套視頻教程“Hands-on Java 10 Programming with JShell”，可以幫助你掌握J(rèn)Shell，可以從Packt或Udemy訪問(wèn)這些教程。

現(xiàn)在，讓我們通過(guò)一些簡(jiǎn)單的示例（使用JShell）來(lái)了解這個(gè)新的var類型能做些什么。

必備軟件

為了能用上JShell，我假設(shè)你安裝了Java SE或JDK 10+，并且JDK的bin目錄已經(jīng)加入到系統(tǒng)路徑中。如果還沒(méi)有安裝，可以在這里下載JDK 10+ 最新版本。

啟動(dòng)JShell會(huì)話

在Windows上，打開命令提示符，輸入jshell并按回車鍵。
在Linux上，打開一個(gè)shell窗口，輸入jshell并按回車鍵。
在macOS（以前稱為OS X）上，打開終端窗口，輸入“jshell”并按回車鍵。

這個(gè)命令會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的JShell會(huì)話，并顯示這個(gè)消息：

| Welcome to JShell -- Version 10.0.1
| For an introduction type: /help intro
jshell>

使用“var”類型

現(xiàn)在你已經(jīng)安裝了JDK 10，現(xiàn)在讓我們開始玩JShell。我們直接跳到終端，通過(guò)示例來(lái)了解var類型。只需在jshell提示符下輸入我接下來(lái)要介紹的每個(gè)代碼片段，我會(huì)把結(jié)果留給你作為練習(xí)。如果你稍微有瞄過(guò)一兩眼在代碼，你會(huì)注意到它們看起來(lái)好像是錯(cuò)的，因?yàn)楫?dāng)中沒(méi)有分號(hào)。你可以試試看，看看能不能運(yùn)行。

簡(jiǎn)單的類型推理

這是var類型的基本用法，在下面的示例中，編譯器可以將RHS推斷為String字面量：

var name = "Mohamed Taman"
var lastName = str.substring(8)
System.out.println("Value: "+lastName +" ,and type is: "+ lastName.getClass().getTypeName())

這里不需要分號(hào)，因?yàn)镴Shell是一個(gè)交互式環(huán)境。只有當(dāng)同一行代碼有多個(gè)語(yǔ)句或一個(gè)類型聲明或方法聲明中有多個(gè)語(yǔ)句時(shí)才需要分號(hào)，你將在后面的示例中看到。

var類型和繼承

在使用var時(shí)，多態(tài)仍然有效。在繼承的世界中，var類型的子類型可以像平常一樣賦值給超類型的var類型，如下所示：

import javax.swing.*
var password = new JPasswordField("Password text")
String.valueOf(password.getPassword()) // // 將密碼的字符數(shù)組轉(zhuǎn)換成字符串
var textField = new JTextField("Hello text")
textField = password
textField.getText()

但不能將超類型var賦值給子類型var，如下所示：

password = textField

這是因?yàn)镴PasswordField是JTextField的子類。

var和編譯時(shí)安全性

如果出現(xiàn)錯(cuò)誤的賦值操作會(huì)怎樣？不兼容的變量類型不能相互賦值。一旦編譯器推斷出實(shí)際類型的var，就不能將錯(cuò)誤的值賦值給它，如下所示：

var number = 10
number = "InfoQ"

這里發(fā)生了什么？編譯器將“var number = 10”替換為“int number = 10”，所以仍然可以保證安全性。

var與集合和泛型

現(xiàn)在讓我們來(lái)看看var與集合和泛型一起使用時(shí)如何進(jìn)行類型推斷。我們先從集合開始。在下面的情況中，編譯器可以推斷出集合元素的類型是什么：

var list = List.of(10);

這里沒(méi)有必要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)榫幾g器已經(jīng)推斷出正確的元素類型為int。

int i = list.get(0); //等效于: var i = list.get(0);

下面的情況就不一樣了，編譯器只會(huì)將其作為對(duì)象集合（而不是整數(shù)），因?yàn)樵谑褂昧庑芜\(yùn)算符時(shí)，Java需要LHS（左側(cè)）的類型來(lái)推斷RHS的類型：

var list2 = new ArrayList<>(); list2.add(10); list2
int i = list2.get(0) //編譯錯(cuò)誤
int i = (int) list2.get(0) //需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得int

對(duì)于泛型，最好在RHS使用特定類型（而不是菱形運(yùn)算符），如下所示：

var list3 = new ArrayList<Integer>(); list3.add(10); System.out.println(list3)
int i = list3.get(0)

for循環(huán)中的var類型

讓我們先來(lái)看看基于索引的For循環(huán)：

for (var x = 1; x <= 5; x++) {
 var m = x * 2; //等效于: int m = x * 2;
 System.out.println(m); 
}

下面是在For Each循環(huán)中：

var list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
 for (var item : list) {
 var m = item + 2;
 System.out.println(m);
}

現(xiàn)在我有一個(gè)問(wèn)題，var是否適用于Java 8 Stream？讓我們看看下面的例子：

var list = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)
var stream = list.stream()
stream.filter(x -> x % 2 == 0).forEach(System.out::println)

var類型和三元運(yùn)算符

那么三元運(yùn)算符呢？

var x = 1 > 0 ? 10 : -10
int i = x

現(xiàn)在，如果在三元運(yùn)算符的RHS中使用不同類型的操作數(shù)會(huì)怎樣？讓我們來(lái)看看：

var x = 1 > 0 ? 10 : "Less than zero"; System.out.println(x.getClass()) //Integer
var x = 1 < 0 ? 10 : "Less than zero"; System.out.println(x.getClass()) // String

這兩個(gè)例子是否可以說(shuō)明var的類型是在運(yùn)行時(shí)決定的？絕對(duì)不是！讓我們以舊方式實(shí)現(xiàn)同樣的邏輯：

Serializable x = 1 < 0 ? 10 : "Less than zero"; System.out.println(x.getClass())

Serializable是其中兩個(gè)操作數(shù)最具兼容性和最專的有類型（最不專有的類型是java.lang.Object）。

String和Integer都實(shí)現(xiàn)了Serializable。Integer從int自動(dòng)裝箱。換句話說(shuō)，Serializable是兩個(gè)操作數(shù)的LUB（最小上限）。所以，這表明往前數(shù)第三個(gè)例子中的var類型也是Serializable。

讓我們轉(zhuǎn)到另一個(gè)主題：將var類型傳給方法。

var類型與方法

我們先聲明一個(gè)名為squareOf的方法，這個(gè)方法的參數(shù)為BigDecimal類型，并返回參數(shù)的平方，如下所示：

BigDecimal squareOf(BigDecimal number) {
 var result= number.multiply(number);
 return result;
 }

var number = new BigDecimal("2.5")
number = squareOf(number)

現(xiàn)在讓我們看看它如何與泛型一起使用。我們聲明一個(gè)名為toIntgerList的方法，參數(shù)類型為L(zhǎng)ist<T>（泛型類型），并使用Streams API返回一個(gè)整數(shù)列表，如下所示：

<T extends Number> List<Integer> toIntgerList(List<T> numbers) {
 var integers = numbers.stream()
   .map(Number::intValue)
   .collect(Collectors.toList());
 return integers;
}

var numbers = List.of(1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5)
var integers = toIntgerList(numbers)

var類型與匿名類

最后，讓我們看一下var和匿名類。我們通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口來(lái)使用線程，如下所示：

<T extends Number> List<Integer> toIntgerList(List<T> numbers) {
 var integers = numbers.stream()
   .map(Number::intValue)
   .collect(Collectors.toList());
 return integers;
}

var numbers = List.of(1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5)
var integers = toIntgerList(numbers)

到目前為止，我已經(jīng)介紹了Java 10的新特性——“var”類型，它減少了樣板編碼，同時(shí)保持了Java的編譯時(shí)類型檢查。我還通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了可以用它做些什么。接下來(lái)，你將了解var類型的局限性以及不能將它用在哪些地方。

var message = "running..." //effectively final
 var runner = new Runnable(){
  @Override
  public void run() {
  System.out.println(message);
  }}

runner.run()

“var”的局限性

接下來(lái)，你將看一些示例，以便了解var類型功能無(wú)法做到的事情。

jshell提示符將會(huì)告訴你代碼出了什么問(wèn)題，你可以利用這些交互式的即時(shí)反饋。

應(yīng)該要進(jìn)行初始化

第一個(gè)也是最簡(jiǎn)單的原則就是不允許沒(méi)有初始值的變量。

var name;

你將得到一個(gè)編譯錯(cuò)誤，因?yàn)榫幾g器無(wú)法推斷這個(gè)局部變量x的類型。

不允許復(fù)合聲明

嘗試運(yùn)行這行代碼：

var x = 1, y = 3, z = 4

你將得到一個(gè)錯(cuò)誤消息：復(fù)合聲明中不允許使用'var'。

不支持確定性賦值（Definite Assignment）

嘗試創(chuàng)建一個(gè)名為testVar的方法，如下所示，將下面的代碼復(fù)制并粘貼到JShell中：

void testVar(boolean b) 
{ 
var x; if (b) 
{ 
 x = 1; 
 } 
else 
{ 
 x = 2; 
} 
System.out.println(x);
}

方法不會(huì)被創(chuàng)建，而是會(huì)拋出編譯錯(cuò)誤。因?yàn)闆](méi)有設(shè)置初始值，所以不能使用'var'。

null賦值

不允許進(jìn)行null賦值，如下所示：

var name = null;

這將拋出異?！皏ariable initializer is 'null'”。因?yàn)閚ull不是一個(gè)類型。

與Lambda一起使用

另一個(gè)例子，沒(méi)有Lambda初始化器。這與菱形操作符那個(gè)示例一樣，RHS需要依賴LHS的類型推斷。

var runnable = () ->
 {
}

將拋出異常：“l(fā)ambda expression needs an explicit target-type”。

var和方法引用

沒(méi)有方法引用初始值，類似于Lambda和菱形運(yùn)算符示例：

var abs = BigDecimal::abs

將拋出異常：“method reference needs an explicit target-type”。

var和數(shù)組初始化

并非所有數(shù)組初始化都有效，讓我們看看什么時(shí)候var與[]不起作用：

var numbers[] = new int[]
{
2, 4, 6
}

以下也不起作用：

var numbers = 
{
2, 4, 6
}

拋出的錯(cuò)誤是: “array initializer needs an explicit target-type”。

就像上一個(gè)例子一樣，var和[]不能同時(shí)用在LHS一邊：

var numbers[] = 
{
2, 4, 6
}

錯(cuò)誤: 'var' is not allowed as an element type of an array。

只有以下數(shù)組初始化是有效的：

var numbers = new int[]
{
2, 4, 6
}
var number = numbers[1]number = number + 3

不允許使用var字段

class Clazz 
{ 
private var name;
}

不允許使用var方法參數(shù)

void doAwesomeStuffHere(var salary)
{
}

不能將var作為方法返回類型

var getAwesomeStuff()
{
 return salary; 
}

catch子句中不能使用var

try 
{ 
Files.readAllBytes(Paths.get("c:\temp\temp.txt"));
} 
catch (var e) 
{
}

在編譯時(shí)var類型究竟發(fā)生了什么？

“var”實(shí)際上只是一個(gè)語(yǔ)法糖，并且它不會(huì)在編譯的字節(jié)碼中引入任何新的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行期間，JVM也沒(méi)有為它們提供任何特殊的指令。

結(jié)論

在這篇文章中，我介紹了“var”類型是什么以及它如何減少樣板編碼，同時(shí)保持Java的編譯時(shí)類型檢查。

然后，你了解了新的JShell工具，即Java的REPL實(shí)現(xiàn)，它可以幫助你快速學(xué)習(xí)Java語(yǔ)言，并探索新的Java API及其功能。你還可以使用JShell對(duì)復(fù)雜代碼進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，而不是重復(fù)編輯、編譯和執(zhí)行的傳統(tǒng)繁瑣流程。

最后，你了解了所有var類型的功能和限制，例如什么時(shí)候可以和不可以使用var。寫這篇文章很有意思，所以我希望你喜歡它并能給你帶來(lái)幫助。

其他資源