码界奇缘 Java 觉醒 第二章 变量迷城

第二章：变量迷城

---

知识具象化场景

陆小柒被卷入由数据洪流构成的迷城，无数刻着变量名的方碑悬浮在空中。

• 基本类型方碑：青铜材质，刻着int、double等字样，底座刻着取值范围（如int:-2^31~2^31-1）
• 引用类型方碑：水晶材质，映射出堆内存地址的星图，new关键字化作铁链将方碑锁在堆内存区域
• String常量池：由发光锁链连接的镜像方碑阵，修改任一字符会引发所有镜像同步震颤
• 自动拆装箱机关：连接基本类型与包装类的齿轮组，Integer.valueOf()的缓存机制化作转动的罗马数字时钟（显示-128~127的魔法结界）

---

实战代码谜题

任务： 解开String不可变性封印

// 被诅咒的字符串拼接术（引发内存风暴）
public class StringRiddle {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "Java";
        String s2 = s1 + "江湖";
        String s3 = "Java江湖";
        System.out.println(s2 == s3); // 输出false（触发方碑阵位移）
        
        // 需要修改此处代码使输出true
        String s4 = /* 你的代码 */;
        System.out.println(s4 == s3); // 应当输出true
    }
}

正确解法：

String s4 = "Java" + "江湖"; // 编译期优化进入常量池

特效： 当代码修正时，所有String方碑亮起金光，常量池中浮现"Java江湖"的共享镜像

---

原理剖析（角色对话）

数据守卫（由HashCode凝成的铠甲武士）：
“年轻人，String的不可变性（指向被封印的方碑）是迷城稳定的基石！每次修改实际是创建新对象（旧方碑化为碎片，新方碑从堆中升起）”

陆小柒（观察String方碑的hash值烙印）：
“所以StringBuilder就像变形法器？（看到由可修改字符数组构成的金箍棒）它能直接修改底层char[]，避免反复创建新对象？”

守卫（挥舞由final关键字构成的长矛）：
“不错！但记住IntegerCache的时空结界（展示-128~127的缓存池），在此范围内的Integer会复用对象，超出范围就会召唤新实例！”

---

陷阱关卡

危机： 自动拆装箱引发的空指针雪崩

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("修为", null);
int level = map.get("修为"); // 自动拆箱导致NullPointerException

破局步骤：

1. 发现包装类型与基本类型混用的空间裂缝
2. 用Integer level = map.get("修为")改写代码（浮现空值安全标识）
3. 使用Objects.requireNonNullElse()设置默认值（生成防护结界）

int level = Objects.requireNonNullElse(map.get("修为"), 0);

---

性能优化挑战

任务： 阻止因字符串拼接引发的内存海啸
原始代码：

String result = "";
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    result += i; // 每次循环创建新String对象
}

优化代码：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    sb.append(i);
}
String result = sb.toString();

特效： 优化后，内存中不再频繁出现String碎片，StringBuilder化作金色巨龙直接修改char[]数组

---

本章技术总结

核心概念	现实映射	奇幻隐喻
基本数据类型	栈内存直接存储	青铜方碑
包装类	堆内存对象	水晶方碑
String常量池	字符串复用机制	镜像方碑阵
自动拆装箱	类型自动转换	齿轮传动机关
final修饰符	不可变性约束	空间封印锁链

章末彩蛋： 当陆小柒离开变量迷城时，发现一块刻着var的神秘方碑正在生成——预示着Java 10的局部变量类型推断即将引发变革…