[Java_note] 基本資料型態與參考資料型態

Java 中的變數 (variable) 有兩種 :

1. 基本資料型態 (Primitive Data Types)
2. 參考資料型態 (Reference Data Types)

基本資料型態(Primitive Data Types)共有八種

特性是變數值內容直接放在變數內

* 補充字元型態
由於 Java 支援 Unicode 編碼，因此任何 Unicode 字元都可以當作字元型態的的字面常數。字元型態的字面常數為單引號圍起來的單一字元，或是單引號圍起來，反斜線加上四位的十六位元數字，例如

char a = '\u0061'; // 小寫英文字母 a
char b = '\u0032'; // 阿拉伯數字 2

反斜線加上特定英文小寫字母表示跳脫字元，用來表示一些不可見字元，例如

char c = '\n'; // 換行符號
char d = '\t'; // tab 鍵

參考資料型態(Reference Data Types)

除了 Primitive Data Types 以外都是 Reference Data Types。

1. 字串 (String)
2. 陣列 (Array)
3. 類別物件 (class object)

為什麼叫 Reference ，因為它們都是指向物件的參考，而參考資料型態在執行=運算式時，並不是複製整個資料，而是複製所指記憶體位置。而記憶體分成為三大區塊 :

Global 全域

主要放 :

1. 全域變數(global variable)
2. 靜態變數(static variable)。

全域變數(global variable) :
如果一個類別的成員變數有 static 修飾詞時，表示所有此類別的物件可以共享此 static 成員變數，不是每一個類別的物件都有一份各自獨立的成員變數，也因此又稱為全局變數(global variable)

Stack 推疊區

這個區域算是貧民區，必須設初值，另外兩個區 Global 和 Heap 系統會幫你初始化。
Stack 具備全自動化管理區塊，同時又具有存取速度快和管理簡單的特點，但要達到上述特點，代表生命週期可被預期並且按照 LIFO (Last-In-First-Out) 後進先出，也就是越晚產生的越先被回收或銷毀。如果 Stack 區不夠用或是遞回涵式(recursive function)沒寫好，會出現StackOverflowError 。
主要放：

1. 基本資料型態(Primitive Data Types)
2. 區域變數(local variable)
3. 方法的參數(method parameter)
4. 方法的回傳位址(method return address)等。

Heap 堆積區

和 Stack 相反， Heap 就放一些生命週期是不可預期，隨著程式執行記憶體越來越少，程式設計師必須自行管理此區的記憶體，但 Java 還是會採用 Garbage Collection (簡稱 GC) 垃圾回收這個機制去清理 Heap 內已經沒有被參考 (Reference) 的資料。若 Heap 區記憶體不夠用，會產生 OutOfMemoryError。
主要放 :

1. Objects
2. JRE classes

有了記憶體基本觀念後就要來看一下參考資料型態(Reference Data Types)會怎麼放，假設自訂一個類別叫 Animal 。這行 Animal dog = new Animal(); 程式要把它拆成兩部分來看，首先是Animal dog ，宣告了一個變數 dog，在 stack 區切一個參考(reference)大小的空間出來，這個參考(reference)預期會指向 Animal 物件，Java 會初始化內容為 null (指到沒有地方)。

再來 dog = new Animal(); ，new 透過建構子來建構物件，建構出來的物件放在 Heap 區，並透過指定運算子 =，把剛剛創造出來的物件在 Heap 區的位置指定給變數 dog。

String

當使用直接初始化創建 String 時，JVM 都會在 Heap 內存中檢查 String。
如果找到具有相同值的 String ，則指向剛剛創建好的新 String，(給它一個 String Pool 比較好理解)。但如果是使用新的構造函數(constructor)創建的(註一)，則無論對像是否已經存在於 Heap 中，都將在 Heap 中重新分配新的空間。

由於字串是不可變(immutable)的，因此當你嘗試修改從 String Pool 創建的字串的值時，會從 String Pool 創建新的字串或引用。 String Pool 可幫助 Heap 存得最佳利用，因為在 Heap 上創建的字串越少。越能減少 Garbage Collection 的工作。

註一 : constructor 構造函數，或稱建構子，是一個類別裡用於建立物件的特殊子程式，它能初始化一個新建的物件，並時常會接受參數用以設定實例變數。建構子跟一般的實例方法十分相似；但是與其它方法不同，建構子沒有返回類型，不會被繼承，且不會有範圍修飾詞。建構子的函式名稱一般與它所屬的類別的名稱相同。 它承擔著初始化物件資料成員並建立類不變象的任務；在類不變象無效的時候它會失敗。一個正確編寫的建構子會使它生成的物件保持在一個有效狀態。不可變物件必須在建構子內完成所有初始化。

文章參考 :
String Pool | Java
那些字串二三事
深入理解Java中的不可變物件
基本與參考資料型態差異
Java Heap Space vs Stack