前言
語法糖(Syntactic Sugar)，又稱糖衣語法，是由英國計算機學家 Peter.J.Landin 發明的一個術語，指在計算機語言中新增的某種語法。這種語法對語言的功能並沒有影響，但往往能讓程式更加簡潔，並有更高的可讀性，從而方便程式設計師使用，減少程式碼出錯的機會，並提升開發效率。簡單來說，語法糖就是對現有語法的一種包裝。
很多程式語言中都有語法糖，Java 也是如此。要明白，語法糖僅存在於編譯時，JVM 並不認識這些語法糖。因此，在編譯階段，Java 編譯器會將語法糖還原為基礎的語法結構，有些文章將這個過程稱為 “脫糖”，也有稱 “解語法糖”(Reference 2)。在 com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler 的 compile 方法中，有一個步驟(compile2)會呼叫它的 desugar 方法，這個方法就是用來實現脫糖處理的。
順便提下，從 Java 6 開始，Java 提供了編譯器API，使得開發者們可以更靈活地使用編譯。如果你有興趣，它的入口在 javax.tools.JavaCompiler 介面(從父介面繼承來)的 run 方法。com.sun.tools.javac.api.JavacTool 是它的一個實現，它最終會將編譯委託給 com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler 的 compile 方法。
從本文開始，筆者將試圖總結和介紹 Java 語言中的常見語法糖，並將儘量按照由簡到繁、並將相似或相關內容放在一起的順序來組織。對於涉及到的關聯知識，也會稍做介紹，但可能不會深究太多細節。歡迎有興趣的同學一起探討，如有不足，還請指正。
這個系列的目錄如下(為了不劇透，先只列出部分):
注: 如果沒有特別指明，所有的介紹及示例均基於 Java 8。
用於字串拼接的 “+” 運算子
在Java中，字串是最常使用的型別，字串的拼接又是字串最常用的操作。有些語言(如: C++) 允許程式設計師對運算子做過載，從而實現定製化的操作。Java 不支援運算子過載，但它為程式設計師簡化了字串拼接操作，允許通過二元操作符 “+” 完成字串拼接。
更進一步地，根據 Java 語言規範，”+” 操作符的運算規則如下:
- 如果有一個運算元是 String，則將另一個運算元也轉為 String。
- 否則，(如有必要，插入拆箱轉換)，如果任意一個運算元是 double，則將另一個轉為 double。
- 否則，如果任意一個運算元是 float，則將另一個轉為 float。
- 否則，如果任意一個運算元是 long，則將另一個轉為 long。
- 否則，將兩個運算元都轉為 int。
這條規則的最後一句也就是兩個 byte 相加，結果是 int 的原因。
回到正題，先看一個字串拼接的例子:
String t = "b";
String s = "a" + t + "c";
複製程式碼反編譯這段程式碼，得到:
0: ldc #2 // String b
2: astore_1
3: new #3 // class java/lang/StringBuilder
6: dup
7: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
10: ldc #5 // String a
12: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
15: aload_1
16: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: ldc #7 // String c
21: invokevirtual #6 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
24: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
27: astore_2
複製程式碼簡單解釋，首先將字串 “b” 存入第一個變數(即: t) 中。接著，構造一個 StringBuilder，並通過其 append 方法存入字串 “a”。然後，將第一個變數(t)中的字串(“b”)取出，並再次通過在剛才的 StringBuilder 物件上呼叫 append 方法存入。接著，以類似的方法再存入字串 “c”。最後，通過在 StringBuilder 物件上呼叫 toString 方法得到最後的結果，存入第二個變數(即: s)中。
可見，在編譯過後，Java 的字串拼接其實是通過構造 StringBuilder 物件，並不斷呼叫其 append 方法將字串放入，再通過 toString 得到最終結果。這樣的做的好處在於可以避免產生很多無用的中間字串物件。
事實上，Java 編譯器做的還不止於此，如果字串是常量值，那麼在編譯期，Java 會直接將常量字串替換為其字面值。考慮如下程式碼:
final String t = "b";
String s = "a" + t + "c";
複製程式碼與前述例子相比，這裡僅僅是將 t 宣告為了 final。反編譯後的程式碼如下:
0: ldc #2 // String b
2: astore_1
3: ldc #3 // String abc
5: astore_2
複製程式碼看，由於所有的字串都是常量值，Java 可以在編譯階段就直接計算出結果。
不過，需要指出，Java 編譯器也聰明得有限。考慮下面字串連續拼接的場景:
String s = "a";
s += "b";
s += "c";
複製程式碼反編譯後得到如下程式碼:
0: ldc #2 // String a
2: astore_1
3: new #3 // class java/lang/StringBuilder
6: dup
7: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
10: aload_1
11: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
14: ldc #6 // String b
16: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
19: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
22: astore_1
23: new #3 // class java/lang/StringBuilder
26: dup
27: invokespecial #4 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
30: aload_1
31: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
34: ldc #8 // String c
36: invokevirtual #5 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
39: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
42: astore_1
複製程式碼可以看出，相比之前的例子，這個過程多了很多中間計算。首先將字串 “a” 存入變數1(即: s)中。接著，在拼接字串 “b” 時，構造了一個 StringBuilder，依次放入變數1中的值(“a”)、字串 “b”。然後通過 StringBuilder#toString 得到結果並再次存入變數1中。此時變數1中存的值是 “ab”。接著，再次構造一個 StringBuilder，依次放入變數1的值(“ab”)、字串 “c”。然後又一次呼叫 StringBuilder#toString，得到最終結果 “abc”。
也就是說，每執行一條拼接語句，就會構造一個 StringBuilder，並對之前的結果和當前要拼入的後續字串依次呼叫 append 放入，然後再用 toString 得到該語句的結果。如果你有類似於下面這樣的拼接，那麼可能會產生極大的浪費:
String result = ...;
List<String> strsToAppend = ...;
for (String s : strsToAppend) {
result += s;
}
複製程式碼總結一下，如果我們要在一條語句中進行字串拼接，那麼可以直接使用 “+” 運算子，這樣做的程式碼十分簡潔，同時也具有很高的可讀性。但如果拼接涉及多條語句，那麼就需要考慮使用類似於 StringBuilder 的技術來避免或減少先建立然後又丟棄中間物件的事情發生，以提高拼接的效能。
References
