16.3 模拟垃圾回收站

这个问题的本质是若将垃圾丢进单个垃圾筒,事实上是未经分类的。但在以后,某些特殊的信息必须恢复,以便对垃圾正确地归类。在最开始的解决方案中,RTTI扮演了关键的角色(详见第11章)。

这并不是一种普通的设计,因为它增加了一个新的限制。正是这个限制使问题变得非常有趣——它更象我们在工作中碰到的那些非常麻烦的问题。这个额外的限制是:垃圾抵达垃圾回收站时,它们全都是混合在一起的。程序必须为那些垃圾的分类定出一个模型。这正是RTTI发挥作用的地方:我们有大量不知名的垃圾,程序将正确判断出它们所属的类型。

//: RecycleA.java 
// Recycling with RTTI
package c16.recyclea;
import java.util.*;
import java.io.*;

abstract class Trash {
  private double weight;
  Trash(double wt) { weight = wt; }
  abstract double value();
  double weight() { return weight; }
  // Sums the value of Trash in a bin:
  static void sumValue(Vector bin) {
    Enumeration e = bin.elements();
    double val = 0.0f;
    while(e.hasMoreElements()) {
      // One kind of RTTI:
      // A dynamically-checked cast
      Trash t = (Trash)e.nextElement();
      // Polymorphism in action:
      val += t.weight() * t.value();
      System.out.println(
        "weight of " +
        // Using RTTI to get type
        // information about the class:
        t.getClass().getName() +
        " = " + t.weight());
    }
    System.out.println("Total value = " + val);
  }
}

class Aluminum extends Trash {
  static double val  = 1.67f;
  Aluminum(double wt) { super(wt); }
  double value() { return val; }
  static void value(double newval) {
    val = newval;
  }
}

class Paper extends Trash {
  static double val = 0.10f;
  Paper(double wt) { super(wt); }
  double value() { return val; }
  static void value(double newval) {
    val = newval;
  }
}

class Glass extends Trash {
  static double val = 0.23f;
  Glass(double wt) { super(wt); }
  double value() { return val; }
  static void value(double newval) {
    val = newval;
  }
}

public class RecycleA {
  public static void main(String[] args) {
    Vector bin = new Vector();
    // Fill up the Trash bin:
    for(int i = 0; i < 30; i++)
      switch((int)(Math.random() * 3)) {
        case 0 :
          bin.addElement(new
            Aluminum(Math.random() * 100));
          break;
        case 1 :
          bin.addElement(new
            Paper(Math.random() * 100));
          break;
        case 2 :
          bin.addElement(new
            Glass(Math.random() * 100));
      }
    Vector 
      glassBin = new Vector(),
      paperBin = new Vector(),
      alBin = new Vector();
    Enumeration sorter = bin.elements();
    // Sort the Trash:
    while(sorter.hasMoreElements()) {
      Object t = sorter.nextElement();
      // RTTI to show class membership:
      if(t instanceof Aluminum)
        alBin.addElement(t);
      if(t instanceof Paper)
        paperBin.addElement(t);
      if(t instanceof Glass)
        glassBin.addElement(t);
    }
    Trash.sumValue(alBin);
    Trash.sumValue(paperBin);
    Trash.sumValue(glassBin);
    Trash.sumValue(bin);
  }
} ///:~

要注意的第一个地方是package语句:

package c16.recyclea;

这意味着在本书采用的源码目录中,这个文件会被置入从c16(代表第16章的程序)分支出来的recyclea子目录中。第17章的解包工具会负责将其置入正确的子目录。之所以要这样做,是因为本章会多次改写这个特定的例子;它的每个版本都会置入自己的“包”(package)内,避免类名的冲突。

其中创建了几个Vector对象,用于容纳Trash句柄。当然,Vector实际容纳的是Object(对象),所以它们最终能够容纳任何东西。之所以要它们容纳Trash(或者从Trash衍生出来的其他东西),唯一的理由是我们需要谨慎地避免放入除Trash以外的其他任何东西。如果真的把某些“错误”的东西置入Vector,那么不会在编译期得到出错或警告提示——只能通过运行期的一个违例知道自己已经犯了错误。

Trash句柄加入后,它们会丢失自己的特定标识信息,只会成为简单的Object句柄(上溯造型)。然而,由于存在多形性的因素,所以在我们通过Enumeration sorter调用动态绑定方法时,一旦结果Object已经造型回Trash,仍然会发生正确的行为。sumValue()也用一个Enumeration对Vector中的每个对象进行操作。

表面上持,先把Trash的类型上溯造型到一个集合容纳基础类型的句柄,再回过头重新下溯造型,这似乎是一种非常愚蠢的做法。为什么不只是一开始就将垃圾置入适当的容器里呢?(事实上,这正是拨开“回收”一团迷雾的关键)。在这个程序中,我们很容易就可以换成这种做法,但在某些情况下,系统的结构及灵活性都能从下溯造型中得到极大的好处。

该程序已满足了设计的初衷:它能够正常工作!只要这是个一次性的方案,就会显得非常出色。但是,真正有用的程序应该能够在任 何时候解决问题。所以必须问自己这样一个问题:“如果情况发生了变化,它还能工作吗?”举个例子来说,厚纸板现在是一种非常有价值的可回收物品,那么如何把它集成到系统中呢(特别是程序很大很复杂的时候)?由于前面在switch语句中的类型检查编码可能散布于整个程序,所以每次加入一种新类型时,都必须找到所有那些编码。若不慎遗漏一个,编译器除了指出存在一个错误之外,不能再提供任何有价值的帮助。

RTTI在这里使用不当的关键是“每种类型都进行了测试”。如果由于类型的子集需要特殊的对待,所以只寻找那个子集,那么情况就会变得好一些。但假如在一个switch语句中查找每一种类型,那么很可能错过一个重点,使最终的代码很难维护。在下一节中,大家会学习如何逐步对这个程序进行改进,使其显得越来越灵活。这是在程序设计中一种非常有意义的例子。

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