6.3 合成与继承的结合

许多时候都要求将合成与继承两种技术结合起来使用。下面这个例子展示了如何同时采用继承与合成技术,从而创建一个更复杂的类,同时进行必要的构建器初始化工作:

//: PlaceSetting.java
// Combining composition & inheritance

class Plate {
  Plate(int i) {
    System.out.println("Plate constructor");
  }
}

class DinnerPlate extends Plate {
  DinnerPlate(int i) {
    super(i);
    System.out.println(
      "DinnerPlate constructor");
  }
}

class Utensil {
  Utensil(int i) {
    System.out.println("Utensil constructor");
  }
}

class Spoon extends Utensil {
  Spoon(int i) {
    super(i);
    System.out.println("Spoon constructor");
  }
}

class Fork extends Utensil {
  Fork(int i) {
    super(i);
    System.out.println("Fork constructor");
  }
}

class Knife extends Utensil {
  Knife(int i) {
    super(i);
    System.out.println("Knife constructor");
  }
}

// A cultural way of doing something:
class Custom {
  Custom(int i) {
    System.out.println("Custom constructor");
  }
}

public class PlaceSetting extends Custom {
  Spoon sp;
  Fork frk;
  Knife kn;
  DinnerPlate pl;
  PlaceSetting(int i) {
    super(i + 1);
    sp = new Spoon(i + 2);
    frk = new Fork(i + 3);
    kn = new Knife(i + 4);
    pl = new DinnerPlate(i + 5);
    System.out.println(
      "PlaceSetting constructor");
  }
  public static void main(String[] args) {
    PlaceSetting x = new PlaceSetting(9);
  }
} ///:~

尽管编译器会强迫我们对基础类进行初始化,并要求我们在构建器最开头做这一工作,但它并不会监视我们是否正确初始化了成员对象。所以对此必须特别加以留意。

6.3.1 确保正确的清除

Java不具备象C++的“破坏器”那样的概念。在C++中,一旦破坏(清除)一个对象,就会自动调用破坏器方法。之所以将其省略,大概是由于在Java中只需简单地忘记对象,不需强行破坏它们。垃圾收集器会在必要的时候自动回收内存。

垃圾收集器大多数时候都能很好地工作,但在某些情况下,我们的类可能在自己的存在时期采取一些行动,而这些行动要求必须进行明确的清除工作。正如第4章已经指出的那样,我们并不知道垃圾收集器什么时候才会显身,或者说不知它何时会调用。所以一旦希望为一个类清除什么东西,必须写一个特别的方法,明确、专门地来做这件事情。同时,还要让客户程序员知道他们必须调用这个方法。而在所有这一切的后面,就如第9章(违例控制)要详细解释的那样,必须将这样的清除代码置于一个finally从句中,从而防范任何可能出现的违例事件。

下面介绍的是一个计算机辅助设计系统的例子,它能在屏幕上描绘图形:

//: CADSystem.java
// Ensuring proper cleanup
import java.util.*;

class Shape {
  Shape(int i) {
    System.out.println("Shape constructor");
  }
  void cleanup() {
    System.out.println("Shape cleanup");
  }
}

class Circle extends Shape {
  Circle(int i) {
    super(i);
    System.out.println("Drawing a Circle");
  }
  void cleanup() {
    System.out.println("Erasing a Circle");
    super.cleanup();
  }
}

class Triangle extends Shape {
  Triangle(int i) {
    super(i);
    System.out.println("Drawing a Triangle");
  }
  void cleanup() {
    System.out.println("Erasing a Triangle");
    super.cleanup();
  }
}

class Line extends Shape {
  private int start, end;
  Line(int start, int end) {
    super(start);
    this.start = start;
    this.end = end;
    System.out.println("Drawing a Line: " +
           start + ", " + end);
  }
  void cleanup() {
    System.out.println("Erasing a Line: " +
           start + ", " + end);
    super.cleanup();
  }
}

public class CADSystem extends Shape {
  private Circle c;
  private Triangle t;
  private Line[] lines = new Line[10];
  CADSystem(int i) {
    super(i + 1);
    for(int j = 0; j < 10; j++)
      lines[j] = new Line(j, j*j);
    c = new Circle(1);
    t = new Triangle(1);
    System.out.println("Combined constructor");
  }
  void cleanup() {
    System.out.println("CADSystem.cleanup()");
    t.cleanup();
    c.cleanup();
    for(int i = 0; i < lines.length; i++)
      lines[i].cleanup();
    super.cleanup();
  }
  public static void main(String[] args) {
    CADSystem x = new CADSystem(47);
    try {
      // Code and exception handling...
    } finally {
      x.cleanup();
    }
  }
} ///:~

这个系统中的所有东西都属于某种Shape(几何形状)。Shape本身是一种Object(对象),因为它是从根类明确继承的。每个类都重新定义了Shape的cleanup()方法,同时还要用super调用那个方法的基础类版本。尽管对象存在期间调用的所有方法都可负责做一些要求清除的工作,但对于特定的Shape类——Circle(圆)、Triangle(三角形)以及Line(直线),它们都拥有自己的构建器,能完成“作图”(draw)任务。每个类都有它们自己的cleanup()方法,用于将非内存的东西恢复回对象存在之前的景象。

在main()中,可看到两个新关键字:try和finally。我们要到第9章才会向大家正式引荐它们。其中,try关键字指出后面跟随的块(由花括号定界)是一个“警戒区”。也就是说,它会受到特别的待遇。其中一种待遇就是:该警戒区后面跟随的finally从句的代码肯定会得以执行——不管try块到底存不存在(通过违例控制技术,try块可有多种不寻常的应用)。在这里,finally从句的意思是“总是为x调用cleanup(),无论会发生什么事情”。这些关键字将在第9章进行全面、完整的解释。

在自己的清除方法中,必须注意对基础类以及成员对象清除方法的调用顺序——假若一个子对象要以另一个为基础。通常,应采取与C++编译器对它的“破坏器”采取的同样的形式:首先完成与类有关的所有特殊工作(可能要求基础类元素仍然可见),然后调用基础类清除方法,就象这儿演示的那样。

许多情况下,清除可能并不是个问题;只需让垃圾收集器尽它的职责即可。但一旦必须由自己明确清除,就必须特别谨慎,并要求周全的考虑。

  1. 垃圾收集的顺序

不能指望自己能确切知道何时会开始垃圾收集。垃圾收集器可能永远不会得到调用。即使得到调用,它也可能以自己愿意的任何顺序回收对象。除此以外,Java 1.0实现的垃圾收集器机制通常不会调用finalize()方法。除内存的回收以外,其他任何东西都最好不要依赖垃圾收集器进行回收。若想明确地清除什么,请制作自己的清除方法,而且不要依赖finalize()。然而正如以前指出的那样,可强迫Java1.1调用所有收尾模块(Finalizer)。

6.3.2 名字的隐藏

只有C++程序员可能才会惊讶于名字的隐藏,因为它的工作原理与在C++里是完全不同的。如果Java基础类有一个方法名被“过载”使用多次,在衍生类里对那个方法名的重新定义就不会隐藏任何基础类的版本。所以无论方法在这一级还是在一个基础类中定义,过载都会生效:

//: Hide.java
// Overloading a base-class method name
// in a derived class does not hide the
// base-class versions

class Homer {
  char doh(char c) {
    System.out.println("doh(char)");
    return 'd';
  }
  float doh(float f) {
    System.out.println("doh(float)");
    return 1.0f;
  }
}

class Milhouse {}

class Bart extends Homer {
  void doh(Milhouse m) {}
}

class Hide {
  public static void main(String[] args) {
    Bart b = new Bart();
    b.doh(1); // doh(float) used
    b.doh('x');
    b.doh(1.0f);
    b.doh(new Milhouse());
  }
} ///:~

正如下一章会讲到的那样,很少会用与基础类里完全一致的签名和返回类型来覆盖同名的方法,否则会使人感到迷惑(这正是C++不允许那样做的原因,所以能够防止产生一些不必要的错误)。

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