提交 6c349197 编写于 作者: W wizardforcel

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上级 fae1adc6
# 1.12 分析和设计
面向对象的式是思考程序设计时一种新的、而且全然不同的方式,许多人最开始都会在如何构造一个项目上皱起了眉头。事实上,我们可以作出一个“好”的设计,它能充分利用OOP提供的所有优点。
面向对象的式是思考程序设计时一种新的、而且全然不同的方式,许多人最开始都会在如何构造一个项目上皱起了眉头。事实上,我们可以作出一个“好”的设计,它能充分利用OOP提供的所有优点。
有关OOP分析与设计的书籍大多数都不尽如人意。其中的大多数书都充斥着莫名其妙的话语、笨拙的笔调以及许多听起来似乎很重要的声明(注释⑨)。我认为这种书最好压缩到一章左右的空间,至多写成一本非常薄的书。具有讽剌意味的是,那些特别专注于复杂事物管理的人往往在写一些浅显、明白的书上面大费周章!如果不能说得简单和直接,一定没多少人喜欢看这方面的内容。毕竟,OOP的全部宗旨就是让软件开发的过程变得更加容易。尽管这可能影响了那些喜欢解决复杂问题的人的生计,但为什么不从一开始就把事情弄得简单些呢?因此,希望我能从开始就为大家打下一个良好的基础,尽可能用几个段落来说清楚分析与设计的问题。
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什么时候才叫“达到理想的状态”呢?这并不仅仅意味着程序必须按要求的那样工作,并能适应各种指定的“使用条件”,它也意味着代码的内部结构应当尽善尽美。至少,我们应能感觉出整个结构都能良好地协调运作。没有笨拙的语法,没有臃肿的对象,也没有一些华而不实的东西。除此以外,必须保证程序结构有很强的生命力。由于多方面的原因,以后对程序的改动是必不可少。但必须确定改动能够方便和清楚地进行。这里没有花巧可言。不仅需要理解自己构建的是什么,也要理解程序如何不断地进化。幸运的是,面向对象的程序设计语言特别适合进行这类连续作出的修改——由对象建立起来的边界可有效保证结构的整体性,并能防范对无关对象进行的无谓干扰、破坏。也可以对自己的程序作一些看似激烈的大变动,同时不会破坏程序的整体性,不会波及到其他代码。事实上,对“校订”的支持是OOP非常重要的一个特点。
通过校订,可创建出至少接近自己设想的东西。然后从整体上观察自己的作品,把它与自己的要求比较,看看还短缺什么。然后就可以从容地回过头去,对程序中不恰当的部分进行重新设计和重新实现(注释⑩)。在最终得到一套恰当的方案之前,可能需要解决一些不能回避的问题,或者至少解决问题的一个方面。而且一般要多“校订”几次才行(“设计式”在这里可起到很大的帮助作用。有关它的讨论,请参考本书第16章)。
通过校订,可创建出至少接近自己设想的东西。然后从整体上观察自己的作品,把它与自己的要求比较,看看还短缺什么。然后就可以从容地回过头去,对程序中不恰当的部分进行重新设计和重新实现(注释⑩)。在最终得到一套恰当的方案之前,可能需要解决一些不能回避的问题,或者至少解决问题的一个方面。而且一般要多“校订”几次才行(“设计式”在这里可起到很大的帮助作用。有关它的讨论,请参考本书第16章)。
构建一套系统时,“校订”几乎是不可避免的。我们需要不断地对比自己的需求,了解系统是否自己实际所需要的。有时只有实际看到系统,才能意识到自己需要解决一个不同的问题。若认为这种形式的校订必然会发生,那么最好尽快拿出自己的第一个版本,检查它是否自己希望的,使自己的思想不断趋向成熟。
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......@@ -19,17 +19,17 @@ C++允许我们决定是在写程序时创建对象,还是在运行期间创
在面向对象的设计中,大多数问题的解决办法似乎都有些轻率——只是简单地创建另一种类型的对象。用于解决特定问题的新型对象容纳了指向其他对象的引用。当然,也可以用数组来做同样的事情,那是大多数语言都具有的一种功能。但不能只看到这一点。这种新对象通常叫作“集合”(亦叫作一个“容器”,但AWT在不同的场合应用了这个术语,所以本书将一直沿用“集合”的称呼。在需要的时候,集合会自动扩充自己,以便适应我们在其中置入的任何东西。所以我们事先不必知道要在一个集合里容下多少东西。只需创建一个集合,以后的工作让它自己负责好了。
幸运的是,设计优良的OOP语言都配套提供了一系列集合。在C++中,它们是以“标准模板库”(STL)的形式提供的。Object Pascal用自己的“可视组件库”(VCL)提供集合。Smalltalk提供了一套非常完整的集合。而Java也用自己的标准库提供了集合。在某些库中,一个常规集合便可满足人们的大多数要求;而在另一些库中(特别是C++的库),则面向不同的需求提供了不同类型的集合。例如,可以用一个量统一对所有元素的访问方式;一个链接列表则用于保证所有元素的插入统一。所以我们能根据自己的需要选择适当的类型。其中包括集、队列、散列表、树、栈等等。
幸运的是,设计优良的OOP语言都配套提供了一系列集合。在C++中,它们是以“标准模板库”(STL)的形式提供的。Object Pascal用自己的“可视组件库”(VCL)提供集合。Smalltalk提供了一套非常完整的集合。而Java也用自己的标准库提供了集合。在某些库中,一个常规集合便可满足人们的大多数要求;而在另一些库中(特别是C++的库),则面向不同的需求提供了不同类型的集合。例如,可以用一个量统一对所有元素的访问方式;一个链接列表则用于保证所有元素的插入统一。所以我们能根据自己的需要选择适当的类型。其中包括集、队列、散列表、树、栈等等。
所有集合都提供了相应的读写功能。将某样东西置入集合时,采用的方式是十分明显的。有一个叫作“推”(`Push`)、“添加”(`Add`)或其他类似名字的函数用于做这件事情。但将数据从集合中取出的时候,方式却并不总是那么明显。如果是一个数组形式的实体,比如一个量(`Vector`),那么也许能用索引运算符或函数。但在许多情况下,这样做往往会无功而返。此外,单选定函数的功能是非常有限的。如果想对集合中的一系列元素进行操纵或比较,而不是仅仅面向一个,这时又该怎么办呢?
所有集合都提供了相应的读写功能。将某样东西置入集合时,采用的方式是十分明显的。有一个叫作“推”(`Push`)、“添加”(`Add`)或其他类似名字的函数用于做这件事情。但将数据从集合中取出的时候,方式却并不总是那么明显。如果是一个数组形式的实体,比如一个量(`Vector`),那么也许能用索引运算符或函数。但在许多情况下,这样做往往会无功而返。此外,单选定函数的功能是非常有限的。如果想对集合中的一系列元素进行操纵或比较,而不是仅仅面向一个,这时又该怎么办呢?
办法就是使用一个“迭代器”(`Iterator`),它属于一种对象,负责选择集合内的元素,并把它们提供给继承器的用户。作为一个类,它也提供了一级抽象。利用这一级抽象,可将集合细节与用于访问那个集合的代码隔离开。通过继承器的作用,集合被抽象成一个简单的序列。继承器允许我们遍历那个序列,同时毋需关心基础结构是什么——换言之,不管它是一个量、一个链接列表、一个栈,还是其他什么东西。这样一来,我们就可以灵活地改变基础数据,不会对程序里的代码造成干扰。Java最开始(在1.0和1.1版中)提供的是一个标准继承器,名为`Enumeration`(枚举),为它的所有集合类提供服务。Java 1.2新增一个更复杂的集合库,其中包含了一个名为`Iterator`的继承器,可以做比老式的`Enumeration`更多的事情。
办法就是使用一个“迭代器”(`Iterator`),它属于一种对象,负责选择集合内的元素,并把它们提供给继承器的用户。作为一个类,它也提供了一级抽象。利用这一级抽象,可将集合细节与用于访问那个集合的代码隔离开。通过继承器的作用,集合被抽象成一个简单的序列。继承器允许我们遍历那个序列,同时毋需关心基础结构是什么——换言之,不管它是一个量、一个链接列表、一个栈,还是其他什么东西。这样一来,我们就可以灵活地改变基础数据,不会对程序里的代码造成干扰。Java最开始(在1.0和1.1版中)提供的是一个标准继承器,名为`Enumeration`(枚举),为它的所有集合类提供服务。Java 1.2新增一个更复杂的集合库,其中包含了一个名为`Iterator`的继承器,可以做比老式的`Enumeration`更多的事情。
从设计角度出发,我们需要的是一个全功能的序列。通过对它的操纵,应该能解决自己的问题。如果一种类型的序列即可满足我们的所有要求,那么完全没有必要再换用不同的类型。有两方面的原因促使我们需要对集合作出选择。首先,集合提供了不同的接口类型以及外部行为。栈的接口与行为与队列的不同,而队列的接口与行为又与一个集(Set)或列表的不同。利用这个特征,我们解决问题时便有更大的灵活性。
其次,不同的集合在进行特定操作时往往有不同的效率。最好的例子便是矢量(`Vector`)和列表(`List`)的区别。它们都属于简单的序列,拥有完全一致的接口和外部行为。但在执行一些特定的任务时,需要的开销却是完全不同的。对矢量内的元素进行的随机访问(存取)是一种常时操作;无论我们选择的选择是什么,需要的时间量都是相同的。但在一个链接列表中,若想到处移动,并随机挑选一个元素,就需付出“惨重”的代价。而且假设某个元素位于列表较远的地方,找到它所需的时间也会长许多。但在另一方面,如果想在序列中部插入一个元素,用列表就比用矢量划算得多。这些以及其他操作都有不同的执行效率,具体取决于序列的基础结构是什么。在设计阶段,我们可以先从一个列表开始。最后调整性能的时候,再根据情况把它换成矢量。由于抽象是通过继承器进行的,所以能在两者方便地切换,对代码的影响则显得微不足道。
其次,不同的集合在进行特定操作时往往有不同的效率。最好的例子便是向量(`Vector`)和列表(`List`)的区别。它们都属于简单的序列,拥有完全一致的接口和外部行为。但在执行一些特定的任务时,需要的开销却是完全不同的。对向量内的元素进行的随机访问(存取)是一种常时操作;无论我们选择的选择是什么,需要的时间量都是相同的。但在一个链接列表中,若想到处移动,并随机挑选一个元素,就需付出“惨重”的代价。而且假设某个元素位于列表较远的地方,找到它所需的时间也会长许多。但在另一方面,如果想在序列中部插入一个元素,用列表就比用向量划算得多。这些以及其他操作都有不同的执行效率,具体取决于序列的基础结构是什么。在设计阶段,我们可以先从一个列表开始。最后调整性能的时候,再根据情况把它换成向量。由于抽象是通过继承器进行的,所以能在两者方便地切换,对代码的影响则显得微不足道。
最后,记住集合只是一个用来放置对象的储藏所。如果那个储藏所能满足我们的所有需要,就完全没必要关心它具体是如何实现的(这是大多数类型对象的一个基本概念)。如果在一个编程环境中工作,它由于其他因素(比如在Windows下运行,或者由垃圾收集器带来了开销)产生了内在的开销,那么量和链接列表之间在系统开销上的差异就或许不是一个大问题。我们可能只需要一种类型的序列。甚至可以想象有一个“完美”的集合抽象,它能根据自己的使用方式自动改变基层的实现方式。
最后,记住集合只是一个用来放置对象的储藏所。如果那个储藏所能满足我们的所有需要,就完全没必要关心它具体是如何实现的(这是大多数类型对象的一个基本概念)。如果在一个编程环境中工作,它由于其他因素(比如在Windows下运行,或者由垃圾收集器带来了开销)产生了内在的开销,那么量和链接列表之间在系统开销上的差异就或许不是一个大问题。我们可能只需要一种类型的序列。甚至可以想象有一个“完美”的集合抽象,它能根据自己的使用方式自动改变基层的实现方式。
1.7.2 单根结构
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# 16.1 式的概念
# 16.1 式的概念
在最开始,可将范式想象成一种特别聪明、能够自我适应的手法,它可以解决特定类型的问题。也就是说,它类似一些需要全面认识某个问题的人。在了解了问题的方方面面以后,最后提出一套最通用、最灵活的解决方案。具体问题或许是以前见到并解决过的。然而,从前的方案也许并不是最完善的,大家会看到它如何在一个范式里具体表达出来。
在最开始,可将模式想象成一种特别聪明、能够自我适应的手法,它可以解决特定类型的问题。也就是说,它类似一些需要全面认识某个问题的人。在了解了问题的方方面面以后,最后提出一套最通用、最灵活的解决方案。具体问题或许是以前见到并解决过的。然而,从前的方案也许并不是最完善的,大家会看到它如何在一个模式里具体表达出来。
尽管我们称之为“设计范式”,但它们实际上并不局限于设计领域。思考“范式”时,应脱离传统意义上分析、设计以及实现的思考方式。相反,“范式”是在一个程序里具体表达一套完整的思想,所以它有时可能出现在分析阶段或者高级设计阶段。这一点是非常有趣的,因为范式具有以代码形式直接实现的形式,所以可能不希望它在低级设计或者具体实现以前显露出来(而且事实上,除非真正进入那些阶段,否则一般意识不到自己需要一个范式来解决问题)。
尽管我们称之为“设计模式”,但它们实际上并不局限于设计领域。思考“模式”时,应脱离传统意义上分析、设计以及实现的思考方式。相反,“模式”是在一个程序里具体表达一套完整的思想,所以它有时可能出现在分析阶段或者高级设计阶段。这一点是非常有趣的,因为模式具有以代码形式直接实现的形式,所以可能不希望它在低级设计或者具体实现以前显露出来(而且事实上,除非真正进入那些阶段,否则一般意识不到自己需要一个模式来解决问题)。
式的基本概念亦可看成是程序设计的基本概念:添加一层新的抽象!只要我们抽象了某些东西,就相当于隔离了特定的细节。而且这后面最引人注目的动机就是“将保持不变的东西身上发生的变化孤立出来”。这样做的另一个原因是一旦发现程序的某部分由于这样或那样的原因可能发生变化,我们一般都想防止那些改变在代码内部繁衍出其他变化。这样做不仅可以降低代码的维护代价,也更便于我们理解(结果同样是降低开销)。
式的基本概念亦可看成是程序设计的基本概念:添加一层新的抽象!只要我们抽象了某些东西,就相当于隔离了特定的细节。而且这后面最引人注目的动机就是“将保持不变的东西身上发生的变化孤立出来”。这样做的另一个原因是一旦发现程序的某部分由于这样或那样的原因可能发生变化,我们一般都想防止那些改变在代码内部繁衍出其他变化。这样做不仅可以降低代码的维护代价,也更便于我们理解(结果同样是降低开销)。
为设计出功能强大且易于维护的应用项目,通常最困难的部分就是找出我称之为“领头变化”的东西。这意味着需要找出造成系统改变的最重要的东西,或者换一个角度,找出付出代价最高、开销最大的那一部分。一旦发现了“领头变化”,就可以为自己定下一个焦点,围绕它展开自己的设计。
所以设计范式的最终目标就是将代码中变化的内容隔离开。如果从这个角度观察,就会发现本书实际已采用了一些设计范式。举个例子来说,继承可以想象成一种设计范式(类似一个由编译器实现的)。在都拥有同样接口(即保持不变的东西)的对象内部,它允许我们表达行为上的差异(即发生变化的东西)。合成亦可想象成一种范式,因为它允许我们修改——动态或静态——用于实现类的对象,所以也能修改类的运作方式。
所以设计模式的最终目标就是将代码中变化的内容隔离开。如果从这个角度观察,就会发现本书实际已采用了一些设计模式。举个例子来说,继承可以想象成一种设计模式(类似一个由编译器实现的)。在都拥有同样接口(即保持不变的东西)的对象内部,它允许我们表达行为上的差异(即发生变化的东西)。合成亦可想象成一种模式,因为它允许我们修改——动态或静态——用于实现类的对象,所以也能修改类的运作方式。
在《Design Patterns》一书中,大家还能看到另一种式:“继承器”(即Iterator,Java 1.0和1.1不负责任地把它叫作Enumeration,即“枚举”;Java1.2的集合则改回了“继承器”的称呼)。当我们在集合里遍历,逐个选择不同的元素时,继承器可将集合的实现细节有效地隐藏起来。利用继承器,可以编写出通用的代码,以便对一个序列里的所有元素采取某种操作,同时不必关心这个序列是如何构建的。这样一来,我们的通用代码即可伴随任何能产生继承器的集合使用。
在《Design Patterns》一书中,大家还能看到另一种式:“继承器”(即Iterator,Java 1.0和1.1不负责任地把它叫作Enumeration,即“枚举”;Java1.2的集合则改回了“继承器”的称呼)。当我们在集合里遍历,逐个选择不同的元素时,继承器可将集合的实现细节有效地隐藏起来。利用继承器,可以编写出通用的代码,以便对一个序列里的所有元素采取某种操作,同时不必关心这个序列是如何构建的。这样一来,我们的通用代码即可伴随任何能产生继承器的集合使用。
16.1.1 单
16.1.1 单
或许最简单的设计范式就是“单子”(Singleton),它能提供对象的一个(而且只有一个)实例。单子在Java库中得到了应用,但下面这个例子显得更直接一些:
或许最简单的设计模式就是“单例”(Singleton),它能提供对象的一个(而且只有一个)实例。单例在Java库中得到了应用,但下面这个例子显得更直接一些:
```
//: SingletonPattern.java
......@@ -30,8 +30,8 @@ final class Singleton {
private static Singleton s = new Singleton(47);
private int i;
private Singleton(int x) { i = x; }
public static Singleton getHandle() {
return s;
public static Singleton getHandle() {
return s;
}
public int getValue() { return i; }
public void setValue(int x) { i = x; }
......@@ -52,7 +52,7 @@ public class SingletonPattern {
} ///:~
```
创建单的关键就是防止客户程序员采用除由我们提供的之外的任何一种方式来创建一个对象。必须将所有构造器都设为private(私有),而且至少要创建一个构造器,以防止编译器帮我们自动同步一个默认构造器(它会自做聪明地创建成为“友好的”——friendly,而非private)。
创建单的关键就是防止客户程序员采用除由我们提供的之外的任何一种方式来创建一个对象。必须将所有构造器都设为private(私有),而且至少要创建一个构造器,以防止编译器帮我们自动同步一个默认构造器(它会自做聪明地创建成为“友好的”——friendly,而非private)。
此时应决定如何创建自己的对象。在这儿,我们选择了静态创建的方式。但亦可选择等候客户程序员发出一个创建请求,然后根据他们的要求动态创建。不管在哪种情况下,对象都应该保存为“私有”属性。我们通过公用方法提供访问途径。在这里,getHandle()会产生指向Singleton的一个引用。剩下的接口(getValue()和setValue())属于普通的类接口。
......@@ -60,14 +60,14 @@ Java也允许通过克隆(Clone)方式来创建一个对象。在这个例
注意我们并不限于只能创建一个对象。亦可利用该技术创建一个有限的对象池。但在那种情况下,可能需要解决池内对象的共享问题。如果不幸真的遇到这个问题,可以自己设计一套方案,实现共享对象的登记与撤消登记。
16.1.2 式分类
16.1.2 式分类
《Design Patterns》一书讨论了23种不同的式,并依据三个标准分类(所有标准都涉及那些可能发生变化的方面)。这三个标准是:
《Design Patterns》一书讨论了23种不同的式,并依据三个标准分类(所有标准都涉及那些可能发生变化的方面)。这三个标准是:
(1) 创建:对象的创建方式。这通常涉及对象创建细节的隔离,这样便不必依赖具体类型的对象,所以在新添一种对象类型时也不必改动代码。
(2) 结构:设计对象,满足特定的项目限制。这涉及对象与其他对象的连接方式,以保证系统内的改变不会影响到这些连接。
(3) 行为:对程序中特定类型的行动进行操纵的对象。这要求我们将希望采取的操作封装起来,比如解释一种语言、实现一个请求、在一个序列中遍历(就象在继承器中那样)或者实现一种算法。本章提供了“观察器”(Observer)和“访问器”(Visitor)的式的例子。
(3) 行为:对程序中特定类型的行动进行操纵的对象。这要求我们将希望采取的操作封装起来,比如解释一种语言、实现一个请求、在一个序列中遍历(就象在继承器中那样)或者实现一种算法。本章提供了“观察器”(Observer)和“访问器”(Visitor)的式的例子。
《Design Patterns》为所有这23种范式都分别使用了一节,随附的还有大量示例,但大多是用C++编写的,少数用Smalltalk编写(如看过这本书,就知道这实际并不是个大问题,因为很容易即可将基本概念从两种语言翻译到Java里)。现在这本书并不打算重复《Design Patterns》介绍的所有范式,因为那是一本独立的书,大家应该单独阅读。相反,本章只准备给出一些例子,让大家先对范式有个大致的印象,并理解它们的重要性到底在哪里。
《Design Patterns》为所有这23种模式都分别使用了一节,随附的还有大量示例,但大多是用C++编写的,少数用Smalltalk编写(如看过这本书,就知道这实际并不是个大问题,因为很容易即可将基本概念从两种语言翻译到Java里)。现在这本书并不打算重复《Design Patterns》介绍的所有模式,因为那是一本独立的书,大家应该单独阅读。相反,本章只准备给出一些例子,让大家先对模式有个大致的印象,并理解它们的重要性到底在哪里。
# 16.2 观察器
# 16.2 观察器
观察器(Observer)式解决的是一个相当普通的问题:由于某些对象的状态发生了改变,所以一组对象都需要更新,那么该如何解决?在Smalltalk的MVC(模型-视图-控制器)的“模型-视图”部分中,或在几乎等价的“文档-视图结构”中,大家可以看到这个问题。现在我们有一些数据(“文档”)以及多个视图,假定为一张图(Plot)和一个文本视图。若改变了数据,两个视图必须知道对自己进行更新,而那正是“观察器”要负责的工作。这是一种十分常见的问题,它的解决方案已包括进标准的java.util库中。
观察器(Observer)式解决的是一个相当普通的问题:由于某些对象的状态发生了改变,所以一组对象都需要更新,那么该如何解决?在Smalltalk的MVC(模型-视图-控制器)的“模型-视图”部分中,或在几乎等价的“文档-视图结构”中,大家可以看到这个问题。现在我们有一些数据(“文档”)以及多个视图,假定为一张图(Plot)和一个文本视图。若改变了数据,两个视图必须知道对自己进行更新,而那正是“观察器”要负责的工作。这是一种十分常见的问题,它的解决方案已包括进标准的java.util库中。
在Java中,有两种类型的对象用来实现观察器式。其中,Observable类用于跟踪那些当发生一个改变时希望收到通知的所有个体——无论“状态”是否改变。如果有人说“好了,所有人都要检查自己,并可能要进行更新”,那么Observable类会执行这个任务——为列表中的每个“人”都调用notifyObservers()方法。notifyObservers()方法属于基础类Observable的一部分。
在Java中,有两种类型的对象用来实现观察器式。其中,Observable类用于跟踪那些当发生一个改变时希望收到通知的所有个体——无论“状态”是否改变。如果有人说“好了,所有人都要检查自己,并可能要进行更新”,那么Observable类会执行这个任务——为列表中的每个“人”都调用notifyObservers()方法。notifyObservers()方法属于基础类Observable的一部分。
在观察器范式中,实际有两个方面可能发生变化:观察对象的数量以及更新的方式。也就是说,观察器范式允许我们同时修改这两个方面,不会干扰围绕在它周围的其他代码。
在观察器模式中,实际有两个方面可能发生变化:观察对象的数量以及更新的方式。也就是说,观察器模式允许我们同时修改这两个方面,不会干扰围绕在它周围的其他代码。
下面这个例子类似于第14章的ColorBoxes示例。箱子(Boxes)置于一个屏幕网格中,每个都初始化一种随机的颜色。此外,每个箱子都“实现”(implement)了“观察器”(Observer)接口,而且随一个Observable对象进行了注册。若点击一个箱子,其他所有箱子都会收到一个通知,指出一个改变已经发生。这是由于Observable对象会自动调用每个Observer对象的update()方法。在这个方法内,箱子会检查被点中的那个箱子是否与自己紧邻。若答案是肯定的,那么也修改自己的颜色,保持与点中那个箱子的协调。
......
......@@ -28,7 +28,7 @@
}
```
这些代码显然“过于复杂”,也是新类型加入时必须改动代码的场所之一。如果经常都要加入新类型,那么更好的方案就是建立一个独立的方法,用它获取所有必需的信息,并创建一个引用,指向正确类型的一个对象——已经向上转换到一个Trash对象。在《Design Patterns》中,它被粗略地称呼为“创建范式”。要在这里应用的特殊范式是Factory方法的一种变体。在这里,Factory方法属于Trash的一名static(静态)成员。但更常见的一种情况是:它属于衍生类中一个被重载的方法。
这些代码显然“过于复杂”,也是新类型加入时必须改动代码的场所之一。如果经常都要加入新类型,那么更好的方案就是建立一个独立的方法,用它获取所有必需的信息,并创建一个引用,指向正确类型的一个对象——已经向上转换到一个Trash对象。在《Design Patterns》中,它被粗略地称呼为“创建模式”。要在这里应用的特殊模式是Factory方法的一种变体。在这里,Factory方法属于Trash的一名static(静态)成员。但更常见的一种情况是:它属于衍生类中一个被重载的方法。
Factory方法的基本原理是我们将创建对象所需的基本信息传递给它,然后返回并等候引用(已经向上转换至基础类型)作为返回值出现。从这时开始,就可以按多态性的方式对待对象了。因此,我们根本没必要知道所创建对象的准确类型是什么。事实上,Factory方法会把自己隐藏起来,我们是看不见它的。这样做可防止不慎的误用。如果想在没有多态性的前提下使用对象,必须明确地使用RTTI和指定转换。
但仍然存在一个小问题,特别是在基础类中使用更复杂的方法(不是在这里展示的那种),且在衍生类里重载(覆盖)了它的前提下。如果在衍生类里请求的信息要求更多或者不同的参数,那么该怎么办呢?“创建更多的对象”解决了这个问题。为实现Factory方法,Trash类使用了一个新的方法,名为factory。为了将创建数据隐藏起来,我们用一个名为Info的新类包含factory方法创建适当的Trash对象时需要的全部信息。下面是Info一种简单的实现方式:
......@@ -84,11 +84,11 @@ Info对象唯一的任务就是容纳用于factory()方法的信息。现在,
大家从这个代码可看出Factory要负责解决的“领头变化”问题:如果向系统添加了新类型(发生了变化),唯一需要修改的代码在Factory内部,所以Factory将那种变化的影响隔离出来了。
16.4.2 用于原型创建的一个
16.4.2 用于原型创建的一个
上述设计模式的一个问题是仍然需要一个中心场所,必须在那里知道所有类型的对象:在factory()方法内部。如果经常都要向系统添加新类型,factory()方法为每种新类型都要修改一遍。若确实对这个问题感到苦恼,可试试再深入一步,将与类型有关的所有信息——包括它的创建过程——都移入代表那种类型的类内部。这样一来,每次新添一种类型的时候,需要做的唯一事情就是从一个类继承。
为将涉及类型创建的信息移入特定类型的Trash里,必须使用“原型”(prototype)式(来自《Design Patterns》那本书)。这里最基本的想法是我们有一个主控对象序列,为自己感兴趣的每种类型都制作一个。这个序列中的对象只能用于新对象的创建,采用的操作类似内建到Java根类Object内部的clone()机制。在这种情况下,我们将克隆方法命名为tClone()。准备创建一个新对象时,要事先收集好某种形式的信息,用它建立我们希望的对象类型。然后在主控序列中遍历,将手上的信息与主控序列中原型对象内任何适当的信息作对比。若找到一个符合自己需要的,就克隆它。
为将涉及类型创建的信息移入特定类型的Trash里,必须使用“原型”(prototype)式(来自《Design Patterns》那本书)。这里最基本的想法是我们有一个主控对象序列,为自己感兴趣的每种类型都制作一个。这个序列中的对象只能用于新对象的创建,采用的操作类似内建到Java根类Object内部的clone()机制。在这种情况下,我们将克隆方法命名为tClone()。准备创建一个新对象时,要事先收集好某种形式的信息,用它建立我们希望的对象类型。然后在主控序列中遍历,将手上的信息与主控序列中原型对象内任何适当的信息作对比。若找到一个符合自己需要的,就克隆它。
采用这种方案,我们不必用硬编码的方式植入任何创建信息。每个对象都知道如何揭示出适当的信息,以及如何对自身进行克隆。所以一种新类型加入系统的时候,factory()方法不需要任何改变。
......@@ -185,7 +185,7 @@ public abstract class Trash {
} ///:~
```
基本Trash类和sumValue()还是象往常一样。这个类剩下的部分支持原型式。大家首先会看到两个内部类(被设为static属性,使其成为只为代码组织目的而存在的内部类),它们描述了可能出现的异常。在它后面跟随的是一个Vector trashTypes,用于容纳Class引用。
基本Trash类和sumValue()还是象往常一样。这个类剩下的部分支持原型式。大家首先会看到两个内部类(被设为static属性,使其成为只为代码组织目的而存在的内部类),它们描述了可能出现的异常。在它后面跟随的是一个Vector trashTypes,用于容纳Class引用。
在Trash.factory()中,Info对象id(Info类的另一个版本,与前面讨论的不同)内部的String包含了要创建的那种Trash的类型名称。这个String会与列表中的Class名比较。若存在相符的,那便是要创建的对象。当然,还有很多方法可以决定我们想创建的对象。之所以要采用这种方法,是因为从一个文件读入的信息可以转换成对象。
......
# 16.7 访问器
# 16.7 访问器
接下来,让我们思考如何将具有完全不同目标的一个设计式应用到垃圾归类系统。
接下来,让我们思考如何将具有完全不同目标的一个设计式应用到垃圾归类系统。
对这个范式,我们不再关心在系统中加入新型Trash时的优化。事实上,这个范式使新型Trash的添加显得更加复杂。假定我们有一个基本类结构,它是固定不变的;它或许来自另一个开发者或公司,我们无权对那个结构进行任何修改。然而,我们又希望在那个结构里加入新的多态性方法。这意味着我们一般必须在基础类的接口里添加某些东西。因此,我们目前面临的困境是一方面需要向基础类添加方法,另一方面又不能改动基础类。怎样解决这个问题呢?
对这个模式,我们不再关心在系统中加入新型Trash时的优化。事实上,这个模式使新型Trash的添加显得更加复杂。假定我们有一个基本类结构,它是固定不变的;它或许来自另一个开发者或公司,我们无权对那个结构进行任何修改。然而,我们又希望在那个结构里加入新的多态性方法。这意味着我们一般必须在基础类的接口里添加某些东西。因此,我们目前面临的困境是一方面需要向基础类添加方法,另一方面又不能改动基础类。怎样解决这个问题呢?
“访问器”(Visitor)式使我们能扩展基本类型的接口,方法是创建类型为Visitor的一个独立的类结构,对以后需对基本类型采取的操作进行虚拟。基本类型的任务就是简单地“接收”访问器,然后调用访问器的动态绑定方法。看起来就象下面这样:
“访问器”(Visitor)式使我们能扩展基本类型的接口,方法是创建类型为Visitor的一个独立的类结构,对以后需对基本类型采取的操作进行虚拟。基本类型的任务就是简单地“接收”访问器,然后调用访问器的动态绑定方法。看起来就象下面这样:
![](16-4.gif)
......@@ -18,11 +18,11 @@ v.accept(pv);
会造成两个多态性方法调用:第一个会选择accept()的Aluminum版本;第二个则在accept()里——用基础类Visitor引用v动态调用visit()的特定版本时。
这种配置意味着可采取Visitor的新子类的形式将新的功能添加到系统里,没必要接触Trash结构。这就是“访问器”式最主要的优点:可为一个类结构添加新的多态性功能,同时不必改动结构——只要安装好了accept()方法。注意这个优点在这儿是有用的,但并不一定是我们在任何情况下的首选方案。所以在最开始的时候,就要判断这到底是不是自己需要的方案。
这种配置意味着可采取Visitor的新子类的形式将新的功能添加到系统里,没必要接触Trash结构。这就是“访问器”式最主要的优点:可为一个类结构添加新的多态性功能,同时不必改动结构——只要安装好了accept()方法。注意这个优点在这儿是有用的,但并不一定是我们在任何情况下的首选方案。所以在最开始的时候,就要判断这到底是不是自己需要的方案。
现在注意一件没有做成的事情:访问器方案防止了从主控Trash序列向单独类型序列的归类。所以我们可将所有东西都留在单主控序列中,只需用适当的访问器通过那个序列传递,即可达到希望的目标。尽管这似乎并非访问器式的本意,但确实让我们达到了很希望达到的一个目标(避免使用RTTI)。
现在注意一件没有做成的事情:访问器方案防止了从主控Trash序列向单独类型序列的归类。所以我们可将所有东西都留在单主控序列中,只需用适当的访问器通过那个序列传递,即可达到希望的目标。尽管这似乎并非访问器式的本意,但确实让我们达到了很希望达到的一个目标(避免使用RTTI)。
访问器式中的双生派遣负责同时判断Trash以及Visitor的类型。在下面的例子中,大家可看到Visitor的两种实现方式:PriceVisitor用于判断总计及价格,而WeightVisitor用于跟踪重量。
访问器式中的双生派遣负责同时判断Trash以及Visitor的类型。在下面的例子中,大家可看到Visitor的两种实现方式:PriceVisitor用于判断总计及价格,而WeightVisitor用于跟踪重量。
可以看到,所有这些都是用回收程序一个新的、改进过的版本实现的。而且和DoubleDispatch.java一样,Trash类被保持孤立,并创建一个新接口来添加accept()方法:
......
# 16.9 总结
从表面看,由于象TrashVisitor.java这样的设计包含了比早期设计数量更多的代码,所以会留下效率不高的印象。试图用各种设计模式达到什么目的应该是我们考虑的重点。设计式特别适合“将发生变化的东西与保持不变的东西隔离开”。而“发生变化的东西”可以代表许多种变化。之所以发生变化,可能是由于程序进入一个新环境,或者由于当前环境的一些东西发生了变化(例如“用户希望在屏幕上当前显示的图示中添加一种新的几何形状”)。或者就象本章描述的那样,变化可能是对代码主体的不断改进。尽管废品分类以前的例子强调了新型Trash向系统的加入,但TrashVisitor.java允许我们方便地添加新功能,同时不会对Trash结构造成干扰。TrashVisitor.java里确实多出了许多代码,但在Visitor里添加新功能只需要极小的代价。如果经常都要进行此类活动,那么多一些代码也是值得的。
从表面看,由于象TrashVisitor.java这样的设计包含了比早期设计数量更多的代码,所以会留下效率不高的印象。试图用各种设计模式达到什么目的应该是我们考虑的重点。设计式特别适合“将发生变化的东西与保持不变的东西隔离开”。而“发生变化的东西”可以代表许多种变化。之所以发生变化,可能是由于程序进入一个新环境,或者由于当前环境的一些东西发生了变化(例如“用户希望在屏幕上当前显示的图示中添加一种新的几何形状”)。或者就象本章描述的那样,变化可能是对代码主体的不断改进。尽管废品分类以前的例子强调了新型Trash向系统的加入,但TrashVisitor.java允许我们方便地添加新功能,同时不会对Trash结构造成干扰。TrashVisitor.java里确实多出了许多代码,但在Visitor里添加新功能只需要极小的代价。如果经常都要进行此类活动,那么多一些代码也是值得的。
变化序列的发现并非一件平常事;在程序的初始设计出台以前,那些分析家一般不可能预测到这种变化。除非进入项目设计的后期,否则一些必要的信息是不会显露出来的:有时只有进入设计或最终实现阶段,才能体会到对自己系统一个更深入或更不易察觉需要。添加新类型时(这是“回收”例子最主要的一个重点),可能会意识到只有自己进入维护阶段,而且开始扩充系统时,才需要一个特定的继承结构。
通过设计式的学习,大家可体会到最重要的一件事情就是本书一直宣扬的一个观点——多态性是OOP(面向对象程序设计)的全部——已发生了彻底的改变。换句话说,很难“获得”多态性;而一旦获得,就需要尝试将自己的所有设计都转换到一个特定的模子里去。
通过设计式的学习,大家可体会到最重要的一件事情就是本书一直宣扬的一个观点——多态性是OOP(面向对象程序设计)的全部——已发生了彻底的改变。换句话说,很难“获得”多态性;而一旦获得,就需要尝试将自己的所有设计都转换到一个特定的模子里去。
设计范式要表明的观点是“OOP并不仅仅同多态性有关”。应当与OOP有关的是“将发生变化的东西同保持不变的东西分隔开来”。多态性是达到这一目的的特别重要的手段。而且假如编程语言直接支持多态性,那么它就显得尤其有用(由于直接支持,所以不必自己动手编写,从而节省大量的精力和时间)。但设计范式向我们揭示的却是达到基本目标的另一些常规途径。而且一旦熟悉并掌握了它的用法,就会发现自己可以做出更有创新性的设计。
设计模式要表明的观点是“OOP并不仅仅同多态性有关”。应当与OOP有关的是“将发生变化的东西同保持不变的东西分隔开来”。多态性是达到这一目的的特别重要的手段。而且假如编程语言直接支持多态性,那么它就显得尤其有用(由于直接支持,所以不必自己动手编写,从而节省大量的精力和时间)。但设计模式向我们揭示的却是达到基本目标的另一些常规途径。而且一旦熟悉并掌握了它的用法,就会发现自己可以做出更有创新性的设计。
由于《Design Patterns》这本书对程序员造成了如此重要的影响,所以他们纷纷开始寻找其他范式。随着的时间的推移,这类范式必然会越来越多。JimCoplien(http://www.bell-labs.com/~cope主页作者)向我们推荐了这样的一些站点,上面有许多很有价值的范式说明:
由于《Design Patterns》这本书对程序员造成了如此重要的影响,所以他们纷纷开始寻找其他模式。随着的时间的推移,这类模式必然会越来越多。JimCoplien(http://www.bell-labs.com/~cope主页作者)向我们推荐了这样的一些站点,上面有许多很有价值的模式说明:
http://st-www.cs.uiuc.edu/users/patterns
......@@ -26,4 +26,4 @@ http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/patterns.html
http://www.espinc.com/patterns/overview.html
同时请留意每年都要召开一届权威性的设计式会议,名为PLOP。会议会出版许多学术论文,第三届已在1997年底召开过了,会议所有资料均由Addison-Wesley出版。
同时请留意每年都要召开一届权威性的设计式会议,名为PLOP。会议会出版许多学术论文,第三届已在1997年底召开过了,会议所有资料均由Addison-Wesley出版。
......@@ -264,7 +264,7 @@ public class MultiDimArray {
```
用于打印的代码里使用了`length`,所以它不必依赖固定的数组大小。
第一个例子展示了基本数据类型的一个多维数组。我们可用花括号定出数组内每个量的边界:
第一个例子展示了基本数据类型的一个多维数组。我们可用花括号定出数组内每个量的边界:
```
int[][] a1 = {
......@@ -280,7 +280,7 @@ int[][] a1 = {
int[][][] a2 = new int[2][2][4];
```
但第三个例子却向大家揭示出构成矩阵的每个量都可以有任意的长度:
但第三个例子却向大家揭示出构成矩阵的每个量都可以有任意的长度:
```
int[][][] a3 = new int[pRand(7)][][];
......
......@@ -2,11 +2,11 @@
对数组的大多数必要的介绍已在第4章的最后一节进行。通过那里的学习,大家已知道自己该如何定义及初始化一个数组。对象的容纳是本章的重点,而数组只是容纳对象的一种方式。但由于还有其他大量方法可容纳数组,所以是哪些地方使数组显得如此特别呢?
有两方面的问题将数组与其他集合类型区分开来:效率和类型。对于Java来说,为保存和访问一系列对象(实际是对象的引用)数组,最有效的方法莫过于数组。数组实际代表一个简单的线性序列,它使得元素的访问速度非常快,但我们却要为这种速度付出代价:创建一个数组对象时,它的大小是固定的,而且不可在那个数组对象的“存在时间”内发生改变。可创建特定大小的一个数组,然后假如用光了存储空间,就再创建一个新数组,将所有引用从旧数组移到新数组。这属于“矢量”(`Vector`)类的行为,本章稍后还会详细讨论它。然而,由于为这种大小的灵活性要付出较大的代价,所以我们认为矢量的效率并没有数组高。
有两方面的问题将数组与其他集合类型区分开来:效率和类型。对于Java来说,为保存和访问一系列对象(实际是对象的引用)数组,最有效的方法莫过于数组。数组实际代表一个简单的线性序列,它使得元素的访问速度非常快,但我们却要为这种速度付出代价:创建一个数组对象时,它的大小是固定的,而且不可在那个数组对象的“存在时间”内发生改变。可创建特定大小的一个数组,然后假如用光了存储空间,就再创建一个新数组,将所有引用从旧数组移到新数组。这属于“向量”(`Vector`)类的行为,本章稍后还会详细讨论它。然而,由于为这种大小的灵活性要付出较大的代价,所以我们认为向量的效率并没有数组高。
C++的矢量类知道自己容纳的是什么类型的对象,但同Java的数组相比,它却有一个明显的缺点:C++矢量类的`operator[]`不能进行范围检查,所以很容易超出边界(然而,它可以查询`vector`有多大,而且`at()`方法确实能进行范围检查)。在Java中,无论使用的是数组还是集合,都会进行范围检查——若超过边界,就会获得一个`RuntimeException`(运行期异常)错误。正如大家在第9章会学到的那样,这类异常指出的是一个程序员错误,所以不需要在代码中检查它。在另一方面,由于C++的`vector`不进行范围检查,所以访问速度较快——在Java中,由于对数组和集合都要进行范围检查,所以对性能有一定的影响。
C++的向量类知道自己容纳的是什么类型的对象,但同Java的数组相比,它却有一个明显的缺点:C++向量类的`operator[]`不能进行范围检查,所以很容易超出边界(然而,它可以查询`vector`有多大,而且`at()`方法确实能进行范围检查)。在Java中,无论使用的是数组还是集合,都会进行范围检查——若超过边界,就会获得一个`RuntimeException`(运行期异常)错误。正如大家在第9章会学到的那样,这类异常指出的是一个程序员错误,所以不需要在代码中检查它。在另一方面,由于C++的`vector`不进行范围检查,所以访问速度较快——在Java中,由于对数组和集合都要进行范围检查,所以对性能有一定的影响。
本章还要学习另外几种常见的集合类:`Vector`量)、`Stack`(栈)以及`Hashtable`(散列表)。这些类都涉及对对象的处理——好象它们没有特定的类型。换言之,它们将其当作`Object`类型处理(`Object`类型是Java中所有类的“根”类)。从某个角度看,这种处理方法是非常合理的:我们仅需构建一个集合,然后任何Java对象都可以进入那个集合(除基本数据类型外——可用Java的基本类型封装类将其作为常数置入集合,或者将其封装到自己的类内,作为可以变化的值使用)。这再一次反映了数组优于常规集合:创建一个数组时,可令其容纳一种特定的类型。这意味着可进行编译期类型检查,预防自己设置了错误的类型,或者错误指定了准备提取的类型。当然,在编译期或者运行期,Java会防止我们将不当的消息发给一个对象。所以我们不必考虑自己的哪种做法更加危险,只要编译器能及时地指出错误,同时在运行期间加快速度,目的也就达到了。此外,用户很少会对一次异常事件感到非常惊讶的。
本章还要学习另外几种常见的集合类:`Vector`量)、`Stack`(栈)以及`Hashtable`(散列表)。这些类都涉及对对象的处理——好象它们没有特定的类型。换言之,它们将其当作`Object`类型处理(`Object`类型是Java中所有类的“根”类)。从某个角度看,这种处理方法是非常合理的:我们仅需构建一个集合,然后任何Java对象都可以进入那个集合(除基本数据类型外——可用Java的基本类型封装类将其作为常数置入集合,或者将其封装到自己的类内,作为可以变化的值使用)。这再一次反映了数组优于常规集合:创建一个数组时,可令其容纳一种特定的类型。这意味着可进行编译期类型检查,预防自己设置了错误的类型,或者错误指定了准备提取的类型。当然,在编译期或者运行期,Java会防止我们将不当的消息发给一个对象。所以我们不必考虑自己的哪种做法更加危险,只要编译器能及时地指出错误,同时在运行期间加快速度,目的也就达到了。此外,用户很少会对一次异常事件感到非常惊讶的。
考虑到执行效率和类型检查,应尽可能地采用数组。然而,当我们试图解决一个更常规的问题时,数组的局限也可能显得非常明显。在研究过数组以后,本章剩余的部分将把重点放到Java提供的集合类身上。
......
# 8.2 集合
现在总结一下我们前面学过的东西:为容纳一组对象,最适宜的选择应当是数组。而且假如容纳的是一系列基本数据类型,更是必须采用数组。在本章剩下的部分,大家将接触到一些更常规的情况。当我们编写程序时,通常并不能确切地知道最终需要多少个对象。有些时候甚至想用更复杂的方式来保存对象。为解决这个问题,Java提供了四种类型的“集合类”:`Vector`量)、`BitSet`(位集)、`Stack`(栈)以及`Hashtable`(散列表)。与拥有集合功能的其他语言相比,尽管这儿的数量显得相当少,但仍然能用它们解决数量惊人的实际问题。
现在总结一下我们前面学过的东西:为容纳一组对象,最适宜的选择应当是数组。而且假如容纳的是一系列基本数据类型,更是必须采用数组。在本章剩下的部分,大家将接触到一些更常规的情况。当我们编写程序时,通常并不能确切地知道最终需要多少个对象。有些时候甚至想用更复杂的方式来保存对象。为解决这个问题,Java提供了四种类型的“集合类”:`Vector`量)、`BitSet`(位集)、`Stack`(栈)以及`Hashtable`(散列表)。与拥有集合功能的其他语言相比,尽管这儿的数量显得相当少,但仍然能用它们解决数量惊人的实际问题。
这些集合类具有形形色色的特征。例如,`Stack`实现了一个LIFO(先入先出)序列,而`Hashtable`是一种“关联数组”,允许我们将任何对象关联起来。除此以外,所有Java集合类都能自动改变自身的大小。所以,我们在编程时可使用数量众多的对象,同时不必担心会将集合弄得有多大。
......
......@@ -211,7 +211,7 @@ public class AssocArray extends Dictionary {
在对`AssocArray`的定义中,我们注意到的第一个问题是它“扩展”了字典。这意味着`AssocArray`属于`Dictionary`的一种类型,所以可对其发出与`Dictionary`一样的请求。如果想生成自己的`Dictionary`,而且就在这里进行,那么要做的全部事情只是填充位于`Dictionar`y内的所有方法(而且必须覆盖所有方法,因为它们——除构造器外——都是抽象的)。
`Vector key``value`通过一个标准索引编号链接起来。也就是说,如果用`roof`的一个键以及`blue`的一个值调用`put()`——假定我们准备将一个房子的各部分与它们的油漆颜色关联起来,而且`AssocArray`里已有100个元素,那么`roof`就会有101个键元素,而`blue`有101个值元素。而且要注意一下`get()`,假如我们作为键传递`roof`,它就会产生与`keys.index.Of()`的索引编号,然后用那个索引编号生成相关的值量内的值。
`Vector key``value`通过一个标准索引编号链接起来。也就是说,如果用`roof`的一个键以及`blue`的一个值调用`put()`——假定我们准备将一个房子的各部分与它们的油漆颜色关联起来,而且`AssocArray`里已有100个元素,那么`roof`就会有101个键元素,而`blue`有101个值元素。而且要注意一下`get()`,假如我们作为键传递`roof`,它就会产生与`keys.index.Of()`的索引编号,然后用那个索引编号生成相关的值量内的值。
`main()`中进行的测试是非常简单的;它只是将小写字符转换成大写字符,这显然可用更有效的方式进行。但它向我们揭示出了`AssocArray`的强大功能。
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# 8.6 通用集合库
通过本章的学习,大家已知道标准Java库提供了一些特别有用的集合,但距完整意义的集合尚远。除此之外,象排序这样的算法根本没有提供支持。C++出色的一个地方就是它的库,特别是“标准模板库”(STL)提供了一套相当完整的集合,以及许多象排序和检索这样的算法,可以非常方便地对那些集合进行操作。有感这一现状,并以这个模型为基础,ObjectSpace公司设计了Java版本的“通用集合库”(从前叫作“Java通用库”,即JGL;但JGL这个缩写形式侵犯了Sun公司的版权——尽管本书仍然沿用这个简称)。这个库尽可能遵照STL的设计(照顾到两种语言间的差异)。JGL实现了许多功能,可满足对一个集合库的大多数常规需求,它与C++的模板机制非常相似。JGL包括相互链接起来的列表、设置、队列、映射、栈、序列以及迭代器,它们的功能比`Enumeration`(枚举)强多了。同时提供了一套完整的算法,如检索和排序等。在某些方面,ObjectSpace的设计也显得比Sun的库设计模式“智能”一些。举个例子来说,JGL集合中的方法不会进入`final状`态,所以很容易继承和改写那些方法。
通过本章的学习,大家已知道标准Java库提供了一些特别有用的集合,但距完整意义的集合尚远。除此之外,象排序这样的算法根本没有提供支持。C++出色的一个地方就是它的库,特别是“标准模板库”(STL)提供了一套相当完整的集合,以及许多象排序和检索这样的算法,可以非常方便地对那些集合进行操作。有感这一现状,并以这个模型为基础,ObjectSpace公司设计了Java版本的“通用集合库”(从前叫作“Java通用库”,即JGL;但JGL这个缩写形式侵犯了Sun公司的版权——尽管本书仍然沿用这个简称)。这个库尽可能遵照STL的设计(照顾到两种语言间的差异)。JGL实现了许多功能,可满足对一个集合库的大多数常规需求,它与C++的模板机制非常相似。JGL包括相互链接起来的列表、设置、队列、映射、栈、序列以及迭代器,它们的功能比`Enumeration`(枚举)强多了。同时提供了一套完整的算法,如检索和排序等。在某些方面,ObjectSpace的设计也显得比Sun的库设计模式“智能”一些。举个例子来说,JGL集合中的方法不会进入`final`态,所以很容易继承和改写那些方法。
JGL已包括到一些厂商发行的Java套件中,而且ObjectSpace公司自己也允许所有用户免费使用JGL,包括商业性的使用。详细情况和软件下载可访问 http://www.ObjectSpace.com 。与JGL配套提供的联机文档做得非常好,可作为自己的一个绝佳起点使用。
......@@ -4,7 +4,7 @@
(1) 数组包含了对象的数字化索引。它容纳的是一种已知类型的对象,所以在查找一个对象时,不必对结果进行转换处理。数组可以是多维的,而且能够容纳基本数据类型。但是,一旦把它创建好以后,大小便不能变化了。
(2) `Vector`量)也包含了对象的数字索引——可将数组和`Vector`想象成随机访问集合。当我们加入更多的元素时,`Vector`能够自动改变自身的大小。但`Vector`只能容纳对象的引用,所以它不可包含基本数据类型;而且将一个对象引用从集合中取出来的时候,必须对结果进行转换处理。
(2) `Vector`量)也包含了对象的数字索引——可将数组和`Vector`想象成随机访问集合。当我们加入更多的元素时,`Vector`能够自动改变自身的大小。但`Vector`只能容纳对象的引用,所以它不可包含基本数据类型;而且将一个对象引用从集合中取出来的时候,必须对结果进行转换处理。
(3) `Hashtable`(散列表)属于`Dictionary`(字典)的一种类型,是一种将对象(而不是数字)同其他对象关联到一起的方式。散列表也支持对对象的随机访问,事实上,它的整个设计模式都在突出访问的“高速度”。
......
......@@ -138,14 +138,14 @@
* [15.8 远程方法](15.8 远程方法.md)
* [15.9 总结](15.9 总结.md)
* [15.10 练习](15.10 练习.md)
* [第16章 设计范式](第16章 设计范式.md)
* [16.1 范式的概念](16.1式的概念.md)
* [16.2 观察器范式](16.2 观察器范式.md)
* [第16章 设计模式](第16章 设计模式.md)
* [16.1 模式的概念](16.1式的概念.md)
* [16.2 观察器模式](16.2 观察器模式.md)
* [16.3 模拟垃圾回收站](16.3 模拟垃圾回收站.md)
* [16.4 改进设计](16.4 改进设计.md)
* [16.5 抽象的应用](16.5 抽象的应用.md)
* [16.6 多重派遣](16.6 多重派遣.md)
* [16.7 访问器范式](16.7 访问器范式.md)
* [16.7 访问器模式](16.7 访问器模式.md)
* [16.8 RTTI真的有害吗](16.8 RTTI真的有害吗.md)
* [16.9 总结](16.9 总结.md)
* [16.10 练习](16.10 练习.md)
......
......@@ -109,9 +109,9 @@ Java提供了一套内建的机制,可提供对多个并发子任务的支持
开始编写网络应用时,就会发现所有Java特性和库仿佛早已串联到了一起。本章将探讨如何通过因特网通信,以及Java用以辅助此类编程的一些类。此外,这里也展示了如何创建一个Java程序片,令其同一个“通用网关接口”(CGI)程序通信;揭示了如何用C++编写CGI程序;也讲述了与Java 1.1的“Java数据库连接”(JDBC)和“远程方法调用”(RMI)有关的问题。
**(16) 第16章 设计式**
**(16) 第16章 设计式**
本章将讨论非常重要、但同时也是非传统的“式”程序设计概念。大家会学习设计进展过程的一个例子。首先是最初的方案,然后经历各种程序逻辑,将方案不断改革为更恰当的设计。通过整个过程的学习,大家可体会到使设计思想逐渐变得清晰起来的一种途径。
本章将讨论非常重要、但同时也是非传统的“式”程序设计概念。大家会学习设计进展过程的一个例子。首先是最初的方案,然后经历各种程序逻辑,将方案不断改革为更恰当的设计。通过整个过程的学习,大家可体会到使设计思想逐渐变得清晰起来的一种途径。
**(17) 第17章 项目**
......
......@@ -22,7 +22,7 @@ AWT必须能与固有操作系统的GUI组件打交通,这意味着它需要
这是老AWT的所有特点。老的AWT代码将一直存在,新的Java编程者在从旧的书本中学习时将会遇到老的AWT代码。同样,老的AWT也是值得去学习的,例如在一个只有少量库的例程设计中。老的AWT所包括的范围在不考虑深度和枚举每一个程序和类,取而代之的是给了我们一个老AWT设计的概貌。
13.2 基本程序片
库通常按照它们的功能来进行组合。一些库,例如使用过的,便中断搁置起来。标准的Java库字符串和量类就是这样的一个例子。其他的库被特殊地设计,例如构建块去建立其它的库。库中的某些类是应用程序的框架,其目的是协助我们构建应用程序,在提供类或类集的情况下产生每个特定应用程序的基本活动状况。然后,为我们定制活动状况,必须继承应用程序类并且废弃程序的权益。应用程序框架的默认控制结构将在特定的时间调用我们废弃的程序。应用程序的框架是“分离、改变和中止事件”的好例子,因为它总是努力去尝试集中在被废弃的所有特殊程序段。
库通常按照它们的功能来进行组合。一些库,例如使用过的,便中断搁置起来。标准的Java库字符串和量类就是这样的一个例子。其他的库被特殊地设计,例如构建块去建立其它的库。库中的某些类是应用程序的框架,其目的是协助我们构建应用程序,在提供类或类集的情况下产生每个特定应用程序的基本活动状况。然后,为我们定制活动状况,必须继承应用程序类并且废弃程序的权益。应用程序框架的默认控制结构将在特定的时间调用我们废弃的程序。应用程序的框架是“分离、改变和中止事件”的好例子,因为它总是努力去尝试集中在被废弃的所有特殊程序段。
程序片利用应用程序框架来建立。我们从类中继承程序片,并且废弃特定的程序。大多数时间我们必须考虑一些不得不运行的使程序片在WEB页面上建立和使用的重要方法。这些方法是:
Method
......@@ -3556,7 +3556,7 @@ public class CutAndPaste extends Frame {
13.18.1 什么是Bean
在经细节处理后,一个组件在类中被独特的具体化,真正地成为一块代码。关键的争议在于应用程序构建工具发现组件的属性和事件能力。为了创建一个VB组件,程序开发者不得不编写正确的同时也是复杂烦琐的代码片,接下来由某些协议去展现它们的事件和属性。Delphi是第二代的可视化编程工具并且这种开发语言主动地围绕可视化编程来设计因此它更容易去创建一个可视化组件。但是,Java带来了可视化的创作组件做为Java Beans最高级的“装备”,因为一个Bean就是一个类。我们不必再为制造任何的Bean而编写一些特殊的代码或者使用特殊的编程语言。事实上,我们唯一需要做的是略微地修改我们对我们方法命名的办法。方法名通知应用程序构建工具是否是一个属性,一个事件或是一个普通的方法。
在Java的文件中,命名规则被错误地曲解为“设计范式”。这十分的不幸,因为设计范式(参见第16章)惹来不少的麻烦。命名规则不是设计范式,它是相当的简单:
在Java的文件中,命名规则被错误地曲解为“设计模式”。这十分的不幸,因为设计模式(参见第16章)惹来不少的麻烦。命名规则不是设计模式,它是相当的简单:
(1) 因为属性被命名为xxx,我们代表性的创建两个方法:getXxx()和setXxx()。注意get或set后的第一个字母小写以产生属性名。“get”和“set”方法产生同样类型的参数。“set”和“get”的属性名和类型名之间没有关系。
(2) 对于布尔逻辑型属性,我们可以使用上面的“get”和“set”方法,但我们也可以用“is”代替“ get”。
(3) Bean的普通方法不适合上面的命名规则,但它们是公用的。
......
# 第16章 设计
# 第16章 设计
本章要向大家介绍重要但却并不是那么传统的“式”(Pattern)程序设计方法。
本章要向大家介绍重要但却并不是那么传统的“式”(Pattern)程序设计方法。
在向面向对象程序设计的演化过程中,或许最重要的一步就是“设计范式”(Design Pattern)的问世。它在由Gamma,Helm和Johnson编著的《Design Patterns》一书中被定义成一个“里程碑”(该书由Addison-Wesley于1995年出版,注释①)。那本书列出了解决这个问题的23种不同的方法。在本章中,我们准备伴随几个例子揭示出设计范式的基本概念。这或许能激起您阅读《Design Pattern》一书的欲望。事实上,那本书现在已成为几乎所有OOP程序员都必备的参考书。
在向面向对象程序设计的演化过程中,或许最重要的一步就是“设计模式”(Design Pattern)的问世。它在由Gamma,Helm和Johnson编著的《Design Patterns》一书中被定义成一个“里程碑”(该书由Addison-Wesley于1995年出版,注释①)。那本书列出了解决这个问题的23种不同的方法。在本章中,我们准备伴随几个例子揭示出设计模式的基本概念。这或许能激起您阅读《Design Pattern》一书的欲望。事实上,那本书现在已成为几乎所有OOP程序员都必备的参考书。
①:但警告大家:书中的例子是用C++写的。
......
......@@ -148,7 +148,7 @@ System.out.println("heading" + s + "trailer" + t);
■使用API类:尽量使用来自Java API的类,因为它们本身已针对机器的性能进行了优化。这是用Java难于达到的。比如在复制任意长度的一个数组时,arraryCopy()比使用循环的速度快得多。
■替换API类:有些时候,API类提供了比我们希望更多的功能,相应的执行时间也会增加。因此,可定做特别的版本,让它做更少的事情,但可更快地运行。例如,假定一个应用程序需要一个容器来保存大量数组。为加快执行速度,可将原来的Vector(量)替换成更快的动态对象数组。
■替换API类:有些时候,API类提供了比我们希望更多的功能,相应的执行时间也会增加。因此,可定做特别的版本,让它做更少的事情,但可更快地运行。例如,假定一个应用程序需要一个容器来保存大量数组。为加快执行速度,可将原来的Vector(量)替换成更快的动态对象数组。
1. 其他建议
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