踩坑记：从C++变量到Java引用
踩坑记：从C++变量到Java引用
本文介绍了Java和C++中变量名（对象类型）的细微差别。
问题引入
问题的产生自另一个题目:
请实现一种数据结构SetOfStacks，由多个栈组成，其中每个栈的大小为size，当前一个栈填满时，新建一个栈。该数据结构应支持与普通栈相同的push和pop操作。给定一个操作序列int[][2] ope(C++为vector<vector
>)，每个操作的第一个数代表操作类型，若为1，则为push操作，后一个数为应push的数字；若为2，则为pop操作，后一个数无意义。请返回一个int[]，为完成所有操作后的SetOfStacks，顺序应为从下到上，默认初始的SetOfStacks为空。保证数据合法。
在参考C++代码写出来之后发现输出总是异常。代码如下
import java.util.*;
public class SetOfStacks {
public ArrayList<ArrayList<Integer>> setOfStacks(int[][] ope, int size) {
ArrayList<ArrayList<Integer>> res = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 0; i < ope.length; i++) {
if (ope[i][0] == 1) {
if (temp.size() == size) {
res.add(temp);
// temp = new ArrayList<Integer>();
temp.clear();
temp.add(ope[i][1]);
} else {
temp.add(ope[i][1]);
}
} else {
if (temp.size() != 0) {
temp.remove(temp.size()-1);
} else if (res.size() != 0) {
temp = res.get(res.size()-1);
temp.remove(temp.size()-1);
res.remove(res.size()-1);
}
}
}
if (temp.size() != 0) {
res.add(temp);
}
return res;
}
}
被注释行必须加上，否则输出结果异常！
问题分析
为突出以上代码存在的问题，简化以下两份代码： C++:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(int argc, char const* argv[]) {
vector< vector<string> > list;
vector<string> temp;
string str= "abc";
temp.push_back(str);
list.push_back(temp);
temp.clear();
str = "def";
temp.push_back(str);
list.push_back(temp);
for (vector<string> strArr : list) {
for (string s : strArr) {
cout<<s<<endl;
}
}
return 0;
}
Java:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<ArrayList<String>> list = new ArrayList<>();
ArrayList<String> temp = new ArrayList<>();
String str = "abc";
temp.add(str);
list.add(temp);
temp.clear();
str = "def";
temp.add(str);
list.add(temp);
for (ArrayList<String> strArr : list) {
for (String s : strArr) {
System.out.println(s);
}
}
}
}
输出结果如下:
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ g++ -std=c++11 exam.cpp
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ ./a.out
abc
def
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ javac Main.java
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ java Main
def
def
可以看到，java代码把原来的数据也改变了。这是因为Java的变量名（基本类型除外）是基于引用，其实就是指针。而C++中必须显示声明为指针，否则变量名存储的就是一份副本。 以下代码意在说明相同问题，更加简短: C++:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(int argc, char const* argv[]) {
string sb1 = "abc";
string sb2 = sb1;
cout<<sb2<<endl;
sb1 += "eee";
cout<<sb2<<endl;
return 0;
}
Java:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
StringBuilder sb1 = new StringBuilder("abc");
StringBuilder sb2 = sb1;
System.out.println(sb2.toString());
sb1.append("eee");
System.out.println(sb2.toString());
}
}
输出如下：
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ g++ -std=c++11 exam.cpp
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ ./a.out
abc
abc
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ javac Main.java
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ java Main
abc
abceee
其实C++中这种赋值会调用复制构造函数,创建一个新的副本，而Java就是将两个引用（指针）指向了相同位置，通过其中一个改变指向内容，另一个引用获得的结果也会改变！ 具体参考以下代码: C++:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class A {
int val;
public:
A() {val = 1;cout<<"default"<<endl;}
A(A& copy) {val = 1;cout<<"copy"<<endl;}
void add(void) {val++; cout<<val<<endl;}
};
int main(int argc, char const* argv[]) {
A a;
A b = a;
a.add();
b.add();
return 0;
}
Java:
import java.util.*;
import java.io.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
A b = a;
a.add();
b.add();
}
}
class A {
private int val;
public A(){
System.out.println("create");
val = 1;
}
public void add() {
val++;
System.out.println(val);
}
}
输出为:
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ ./a.out
default
copy
2
2
zhaoyu@Dell ~/codelab/acmcoder $ java Main
create
2
3
一点总结
- 这本来是一个每本教材都会指出的差别，但是光教材看确实效果有限。考试考到这样的问题其实很容易推断出考察的知识点，但是编程时注意点往往在算法等上面，往往容易忽视细节（其实就是基础还不够扎实）。还是要多写，才能加深理解、积累经验。
- Java没形成新体系，C++没形成体系。所以对Java和C++之间的差别的掌握和理解（从语法到设计理念）很肤浅。
- 遇到问题，单步调试，对比实际输出和期望输出可能比冥思苦想效果好。
- 对于自己的猜想，查阅权威资料（而不是百度）和设计程序验证是最好的两种验证办法。
