Java新特性：数据类型可以扔掉了？

在很久很久以前，我们写代码时要慎重的考虑变量的数据类型，比如下面这些：

枚举：尽管在 JDK 5 中增加了枚举类型，但是 Class 文件常量池的 CONSTANT_Class_info 类型常量并没有发生任何语义变化，仍然是代表一个类或接口的符号引用，没有加入枚举，也没有增加过“CONSTANT_Enum_info”之类的“枚举符号引用”常量。所以使用 enum 关键字定义常量，尽管从 Java 语法上看起来与使用 class 关键字定义类、使用 interface 关键字定义接口是同一层次的，但实际上这是由 Javac 编译器做出来的假象，从字节码的角度来看，枚举仅仅是一个继承于 java.lang.Enum、自动生成了 values() 和 valueOf() 方法的普通 Java 类而已，因此枚举也归为引用类型了。

然而到了 JDK 10 时，我们就有了新的选择，JDK 10 中新增了 var 局部变量推断的功能，使用它我们可以很 happy 的忘记数据类型这件事了，那它是如何使用的呢？接下来我们一起来看。

1、使用对比

接下来我们就使用对比的方式，来体会一下 var 的作用。

场景一：定义字符串

旧写法：

String str = "Hello, Java.";

新写法：

var s = "Hello, Java.";

PS：这里的旧写法指的是 JDK 10 之前的版本，而新写法指的是 JDK 10 以后（包含 JDK 10）的版本。

场景二：数值相加

旧写法：

int num1 = 111;
double num2 = 555.666d;
double num3 = num1 + num2;
System.out.println(num3);

PS：当遇到不同类型相加时（int+ double）会发生数据类型向上转型，因此 num3 就会升级为 double 类型。

新写法：

var n1 = 111L;
var n2 = 555.666;
var n3 = n1 + n2;
System.out.println(n3);

场景三：集合

旧写法：

List<Object> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("Java");

新写法：

var list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("Java");

场景四：循环

旧写法：

for (Object item : list) {
    System.out.println("item:" + item);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    // do something...
}

新写法：

for (var item : list) {
    System.out.println("item:" + item);
}
for (var i = 0; i < 10; i++) {
    // do something...
}

场景五：配合 Lambda 使用

旧写法：

List<Object> flist = list.stream().filter(v ->
                v.equals("Java")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(flist);

新写法：

var flist = list.stream().filter(v ->
            	v.equals("Java")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(flist);

2、优点分析

通过上面的示例我们可以看出， var 具备两个明显的优点：提高了代码的可读性和命名对齐。

① 提高了可读性

我们在没有使用 var 之前，如果类型的名称很长就会出现下面的这种情况：

InternationalCustomerOrderProcessor<AnonymousCustomer, SimpleOrder<Book>> orderProcessor =
    createInternationalOrderProcessor(customer, order);

当限定每行不能超过 150 个字符的话，变量名就会被推到下一行显示，这样整个代码的可读性就变得很低。但当我们使用了 var 之后，代码就变成了这样：

var orderProcessor = createInternationalOrderProcessor(customer, order);

从上述的代码可以看出，当类型越长时，var（可读性）的价值就越大。

② 命名对齐

在不使用 var 时，当遇到下面这种情况，代码就是这样的：

// 显式类型
No no = new No();
AmountIncrease<BigDecimal> more = new BigDecimalAmountIncrease();
HorizontalConnection<LinePosition, LinePosition> jumping =
  new HorizontalLinePositionConnection();
Variable variable = new Constant(6);
List<String> names = List.of("Java", "中文社群");

在使用了 var 之后，代码是这样的：

var no = new No();
var more = new BigDecimalAmountIncrease();
var jumping = new HorizontalLinePositionConnection();
var variable = new Constant(6);
var names = List.of("Java", "中文社群");

从上述代码可以看出使用了 var 之后，命名对齐了，整个代码也变得更优雅了。

3、使用规则 & 反例

var 的实现来自于 JEP 286 (改善提议 286），详情地址：http://openjdk.java.net/jeps/286

从 JEP 286 的标题“局部变量类型推断”可以看出，var 只能用于局部变量声明，也就是说 var 必须满足以下条件：

它只能用于局部变量上；
声明时必须初始化；
不能用作方法参数和全局变量（类变量）。

PS：因为 var 的实现必须根据等会右边的代码进行类型推断，因此它不能被赋值 null 或不被初始化。

反例一：未初始化和赋值 null

反例二：中途类型更改

反例三：全局变量

反例四：作为返回值

4、原理分析

经过前面的使用我们对 var 已经有了初步的认识，但 var 的实现原理是什么呢？

为了搞清楚它的原理，我们对下面的代码进行了编译（使用命令 javac MainTest.java）：

然后我们再用反编译工具打开被编译的类发现：var 竟然被替换成一个个确定的数据类型了，如下图所示：

由此我们可以得出结论：var 关键字的实现和它的名字密切相关， var 只是局部类型推断，它只会在 Java 编码期和编译期有效，当类被编译为 class 文件时，var 就会变成一个个确定的数据类型（通过推断得出）。所以我们可以把 var 通俗的理解为 Java 的语法糖，使用它可以让我们快速优雅的实现业务代码，但 var 在字节码层面是不存在的。

总结

本文我们介绍了 var（局部类型推断）的使用，它可以用在局部变量、 for、 Lambda 的变量声明中，但不能用在全局变量的声明中，也不能用它作为方法的返回值，并且在声明时一定要进行初始化（也不能赋值为 null）。使用 var 可以有效的提高代码的可读性和命名对齐，它的实现原理，是在编译期通过等号右侧的代码进行类型推断，然后再将 var 替换成确定的数据类型。