[JAVA]java编程思想-第一章-对象入门 (9)

1. 下溯造型与模板/通用性
为了使这些集合能够重复使用,或者“再生”,Java提供了一种通用类型,以前曾把它叫作“Object”。单根结构意味着、所有东西归根结底都是一个对象”!所以容纳了Object的一个集合实际可以容纳任何东西。这使我们对它的重复使用变得非常简便。
为使用这样的一个集合,只需添加指向它的对象句柄即可,以后可以通过句柄重新使用对象。但由于集合只能容纳Object,所以在我们向集合里添加对象句柄时,它会上溯造型成Object,这样便丢失了它的身份或者标识信息。再次使用它的时候,会得到一个Object句柄,而非指向我们早先置入的那个类型的句柄。所以怎样才能归还它的本来面貌,调用早先置入集合的那个对象的有用接口呢?
在这里,我们再次用到了造型(Cast)。但这一次不是在分级结构中上溯造型成一种更“通用”的类型。而是下溯造型成一种更“特殊”的类型。这种造型方法叫作“下溯造型”(Downcasting)。举个例子来说,我们知道在上溯造型的时候,Circle(圆)属于Shape(几何形状)的一种类型,所以上溯造型是安全的。但我们不知道一个Object到底是Circle还是Shape,所以很难保证下溯造型的安全进行,除非确切地知道自己要操作的是什么。
但这也不是绝对危险的,因为假如下溯造型成错误的东西,会得到我们称为“违例”(Exception)的一种运行期错误。我们稍后即会对此进行解释。但在从一个集合提取对象句柄时,必须用某种方式准确地记住它们是什么,以保证下溯造型的正确进行。
下溯造型和运行期检查都要求花额外的时间来运行程序,而且程序员必须付出额外的精力。既然如此,我们能不能创建一个“智能”集合,令其知道自己容纳的类型呢?这样做可消除下溯造型的必要以及潜在的错误。答案是肯定的,我们可以采用“参数化类型”,它们是编译器能自动定制的类,可与特定的类型配合。例如,通过使用一个参数化集合,编译器可对那个集合进行定制,使其只接受Shape,而且只提取Shape。
参数化类型是C++一个重要的组成部分,这部分是C++没有单根结构的缘故。在C++中,用于实现参数化类型的关键字是template(模板)。Java目前尚未提供参数化类型,因为由于使用的是单根结构,所以使用它显得有些笨拙。但这并不能保证以后的版本不会实现,因为“generic”这个词已被Java“保留到将来实现”(在Ada语言中,“generic”被用来实现它的模板)。Java采取的这种关键字保留机制其实经常让人摸不着头脑,很难断定以后会发生什么事情。

1.7.4 清除时的困境:由谁负责清除?
每个对象都要求资源才能“生存”,其中最令人注目的资源是内存。如果不再需要使用一个对象,就必须将其清除,以便释放这些资源,以便其他对象使用。如果要解决的是非常简单的问题,如何清除对象这个问题并不显得很突出:我们创建对象,在需要的时候调用它,然后将其清除或者“破坏”。但在另一方面,我们平时遇到的问题往往要比这复杂得多。
举个例子来说,假设我们要设计一套系统,用它管理一个机场的空中交通(同样的模型也可能适于管理一个仓库的货柜、或者一套影带出租系统、或者宠物店的宠物房。这初看似乎十分简单:构造一个集合用来容纳飞机,然后创建一架新飞机,将其置入集合。对进入空中交通管制区的所有飞机都如此处理。至于清除,在一架飞机离开这个区域的时候把它简单地删去即可。
但事情并没有这么简单,可能还需要另一套系统来记录与飞机有关的数据。当然,和控制器的主要功能不同,这些数据的重要性可能一开始并不显露出来。例如,这条记录反映的可能是离开机场的所有小飞机的飞行计划。所以我们得到了由小飞机组成的另一个集合。一旦创建了一个飞机对象,如果它是一架小飞机,那么也必须把它置入这个集合。然后在系统空闲时期,需对这个集合中的对象进行一些后台处理。
问题现在显得更复杂了:如何才能知道什么时间删除对象呢?用完对象后,系统的其他某些部分可能仍然要发挥作用。同样的问题也会在其他大量场合出现,而且在程序设计系统中(如C++),在用完一个对象之后必须明确地将其删除,所以问题会变得异常复杂(注释⑥)。

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