小知识 | Java中的“魔数”

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在编程过程中，我们可能经常听到“魔数”这个词，那么这个词到底指的是什么呢？什么数叫做魔数呢？

一、标识文件类型的“魔数”

大多数情况下，我们都是通过扩展名来识别一个文件的类型的，比如我们看到一个.txt类型的文件我们就知道他是一个纯文本文件。但是，扩展名是可以修改的，那一旦一个文件的扩展名被修改过，那么怎么识别一个文件的类型呢。这就用到了我们提到的“魔数”。

很多类型的文件，其起始的几个字节的内容是固定的（或是有意填充，或是本就如此）。因此这几个字节的内容也被称为魔数 (magic number)，因为根据这几个字节的内容就可以确定文件类型。有了这些魔术数字，我们就可以很方便的区别不同的文件。

为了方便虚拟机识别一个文件是否是class类型的文件，SUN公司规定每个class文件都必须以一个word(四个字节)作为开始，这个数字就是魔数。魔数是由四个字节的无符号数组成的，而class文件的名字还挺好听的的，其魔数就是0xCAFEBABE

读者可以随便编译一个class文件，然后然后用十六进制编辑器打开编译后的class文件，基本格式如下：

如何使用16进制打开class文件：使用 vim test.class ，然后在交互模式下，输入:%!xxd 即可。

二、代码中的魔数

在有些代码中，有一些数字常量或者字符串，他们没有注释，并且从命名上也看不出什么意思，很可能在过一段时间之后谁也不知道这个常量或者字符串代表什么意思。我们就称这个常量或者字符串为魔数。

在《阿里巴巴Java开发手册》中也有关于魔数的要求：

所有需要使用魔数的地方，都可以使用枚举或者静态变量来代替。譬如一个很简单的根据职位计算薪水的方法：

public int getSalary(String title， int grade) {
   if ("Programmer".equals(title)){
       return grade * 500 + 700;
   }

   else if ("Tester".equals(title)){
       return grade * 500 + 800;
   }

   else if ("Analyst".equals(title)){
       return grade * 800 + 1000;
   }
}

在这个方法里面，"Programmer"，"Tester"和"Analyst"是所谓的魔字符串(Magic String)，而500， 700，800和1000就是所谓的魔数(Magic Number)了。咋一看，代码这样写也没有什么问题，但是，仔细思考一下就会发现，如果这种随手捻来的字符串和数字散布于程序当中，随处可见的话，是会有很多弊病的。

如果我们使用常量来代替上面的魔数的话，代码就会清爽很多，而且，下次修改的时候只需要修改常量值就可以了。

public int getSalary(String title， int grade) {
   if (Constants.TITLE_PROGRAMMER.equals(title)){
       return grade * Constants.BASE_SALARY_LOW + Constants.ALLOWANCE_LOW;
   }
   else if (Constants.TITLE_TESTER.equals(title)){
       return grade * Constants.BASE_SALARY_LOW + Constants.ALLOWANCE_MEDIUM;
   }
   else if (Constants.TITLE_ANALYST.equals(title)){
       return grade * Constants.BASE_SALARY_HIGH + Constants.ALLOWANCE_HIGH;
   }
}