Java 高級特性基礎篇：StringBuffer/Builder、泛型通配符、初始化順序、IO流

1. StringBuffer vs StringBuilder vs String

// String 拼接產生多個對象
String s = "a" + "b" + "c"; // 編譯期優化為 "abc"
String s2 = "a";
s2 += "b"; // 運行期：new StringBuilder().append("a").append("b").toString()

// StringBuilder 高性能拼接
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++) sb.append(i);
String result = sb.toString();

2. 泛型通配符：上下界

// 上界  - 只能讀，不能寫 (除 null)
List<? extends Number> list1 = new ArrayList<Integer>();
Number n = list1.get(0); // ✅ 讀取安全
// list1.add(1); // ❌ 編譯錯誤：無法確定具體類型

// 下界  - 只能寫，讀出是 Object
List<? super Integer> list2 = new ArrayList<Number>();
list2.add(1);        // ✅ Integer 是 Integer 父類
list2.add(new Integer(2)); // ✅
// Number n2 = list2.get(0); // ❌ 只能 Object n2 = list2.get(0);

// PECS 原則：Producer Extends, Consumer Super
// 只讀取用 extends，只寫入用 super，既讀又寫不用通配符

3. 多重繼承初始化順序

類初始化順序 (靜態) → 實例初始化順序：

class Parent {
    static { System.out.println("1. Parent static"); }
    { System.out.println("2. Parent instance block"); }
    Parent() { System.out.println("3. Parent constructor"); }
    int p = 10;
}

class Child extends Parent {
    static { System.out.println("4. Child static"); }
    { System.out.println("5. Child instance block"); }
    Child() { System.out.println("6. Child constructor"); }
    int c = 20;
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Child();
    }
}

/*
輸出順序：
1. Parent static      (父類靜態)
4. Child static       (子類靜態)
2. Parent instance block (父類實例塊)
3. Parent constructor (父類構造器)
5. Child instance block  (子類實例塊)
6. Child constructor (子類構造器)
*/

口訣：靜態先行 (父→子)，實例跟進 (父塊→父構造→子塊→子構造)。

4. FileOutputStream write(int) 參數行為

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.txt");
fos.write('a'); // 參數 int，實際寫入低 8 位
fos.close();

// 文件內容：'a' (ASCII 97 = 0x61)
// 字符 'a' 自動提升為 int 97，write 取低 8 位寫入
// 等同於 fos.write(97);

關鍵點：write(int b) 只寫入參數的低 8 位 (b & 0xFF)。字符自動提升為 int 時保留 ASCII 值，故正確寫入字符。

5. 總結與最佳實踐

• 字符串拼接：單線程用 StringBuilder，多線程用 StringBuffer，極簡拼接用 +
• 泛型設計：遵循 PECS 原則，API 設計盡量具體類型，通配符用於參數
• 初始化順序：靜態塊/變量 → 實例塊/變量 → 構造器，父優於子
• IO 流寫入：write(int) 寫低 8 位，字符/字節自動轉換，記得 close() 或 try-with-resources