java 傳遞和返回對(duì)象

1、第 12 章 傳遞和返回對(duì)象 到目前為止，讀者應(yīng)對(duì)對(duì)象的“傳遞”有了一個(gè)較為深刻的認(rèn)識(shí)，記住實(shí)際傳遞 的只是一個(gè)句柄。在許多程序設(shè)計(jì)語言中，我們可用語言的“普通”方式到處傳遞對(duì)象，而且大多 數(shù)時(shí)候都不會(huì)遇到問題。但有些時(shí)候卻不得不采取一些非常做法，使得情況突然 變得稍微復(fù)雜起來（在C+中則是變得非常復(fù)雜）。Java亦不例外，我們十分有 必要準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)在對(duì)象傳遞和賦值時(shí)所發(fā)生的一切。這正是本章的宗旨。若讀者是從某些特殊的程序設(shè)計(jì)環(huán)境中轉(zhuǎn)移過來的，那么一般都會(huì)問到：“Java 有指針嗎？”有些人認(rèn)為指針的操作很困難，而且十分危險(xiǎn)，所以一廂情愿地認(rèn) 為它沒有好處。同時(shí)由于Java有如此好的口碑，所以應(yīng)

2、該很輕易地免除自己以 前編程中的麻煩，其中不可能夾帶有指針這樣的“危險(xiǎn)品”。然而準(zhǔn)確地說Java 是有指針的！事實(shí)上，Java中每個(gè)對(duì)象（除基本數(shù)據(jù)類型以外）的標(biāo)識(shí)符都屬 于指針的一種。但它們的使用受到了嚴(yán)格的限制和防范，不僅編譯器對(duì)它們有 “戒心”，運(yùn)行期系統(tǒng)也不例外?；蛘邠Q從另一個(gè)角度說，Java有指針，但沒 有傳統(tǒng)指針的麻煩。我曾一度將這種指針叫做“句柄”，但你可以把它想像成“安全指針”。和預(yù)備學(xué)校為學(xué)生提供的安全剪刀類似除非特別有意，否則 不會(huì)傷著自己，只不過有時(shí)要慢慢來，要習(xí)慣一些沉悶的工作。傳遞句柄 將句柄傳遞進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)，指向的仍然是相同的對(duì)象。一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可以證 明這一點(diǎn)（

3、若執(zhí)行這個(gè)程序時(shí)有麻煩，請(qǐng)參考第 3 章 3.1.2 小節(jié)“賦值”）：頁程序toString 方法會(huì)在打印語句里自動(dòng)調(diào)用，而 PassHandles 直接從 Object 繼承， 沒有 toString 的重新定義。因此，這里會(huì)采用 toString 的 Object 版本，打印 出對(duì)象的類，接著是那個(gè)對(duì)象所在的位置（不是句柄，而是對(duì)象的實(shí)際存儲(chǔ)位置）。 輸出結(jié)果如下：p inside main（）: PassHandles1653748h inside f（） : PassHandles1653748可以看到，無論p還是h引用的都是同一個(gè)對(duì)象。這比復(fù)制一個(gè)新的PassHandles 對(duì)象有效

4、多了，使我們能將一個(gè)參數(shù)發(fā)給一個(gè)方法。但這樣做也帶來了另一個(gè)重 要的問題。別名問題“別名”意味著多個(gè)句柄都試圖指向同一個(gè)對(duì)象，就象前面的例子展示的那樣。 若有人向那個(gè)對(duì)象里寫入一點(diǎn)什么東西，就會(huì)產(chǎn)生別名問題。若其他句柄的所有 者不希望那個(gè)對(duì)象改變，恐怕就要失望了。這可用下面這個(gè)簡(jiǎn)單的例子說明：頁程序?qū)ο旅孢@行：Alias1 y = x; / Assign the handle它會(huì)新建一個(gè) Alias1 句柄，但不是把它分配給由 new 創(chuàng)建的一個(gè)新鮮對(duì)象，而 是分配給一個(gè)現(xiàn)有的句柄。所以句柄 x 的內(nèi)容即對(duì)象 x 指向的地址被分 配給y,所以無論x還是y都與相同的對(duì)象連接起來。這樣一來，一旦x

5、的i在 下述語句中增值：x.i+;y的i值也必然受到影響。從最終的輸出就可以看出：頁上程序此時(shí)最直接的一個(gè)解決辦法就是干脆不這樣做：不要有意將多個(gè)句柄指向同一個(gè) 作用域內(nèi)的同一個(gè)對(duì)象。這樣做可使代碼更易理解和調(diào)試。然而，一旦準(zhǔn)備將句 柄作為一個(gè)自變量或參數(shù)傳遞這是 Java 設(shè)想的正常方法別名問題就會(huì) 自動(dòng)出現(xiàn)，因?yàn)閯?chuàng)建的本地句柄可能修改“外部對(duì)象”（在方法作用域之外創(chuàng)建 的對(duì)象）。下面是一個(gè)例子：544 頁程序輸出如下：x: 7Calling f（x）x: 8方法改變了自己的參數(shù)外部對(duì)象。一旦遇到這種情況，必須判斷它是否合理， 用戶是否愿意這樣，以及是不是會(huì)造成問題。通常，我們調(diào)用一個(gè)方法是

6、為了產(chǎn)生返回值，或者用它改變?yōu)槠湔{(diào)用方法的那個(gè) 對(duì)象的狀態(tài)（方法其實(shí)就是我們向那個(gè)對(duì)象“發(fā)一條消息”的方式）。很少需要 調(diào)用一個(gè)方法來處理它的參數(shù)；這叫作利用方法的“副作用”（SideEffec t）。 所以倘若創(chuàng)建一個(gè)會(huì)修改自己參數(shù)的方法，必須向用戶明確地指出這一情況，并 警告使用那個(gè)方法可能會(huì)有的后果以及它的潛在威脅。由于存在這些混淆和缺 陷，所以應(yīng)該盡量避免改變參數(shù)。若需在一個(gè)方法調(diào)用期間修改一個(gè)參數(shù)，且不打算修改外部參數(shù)，就應(yīng)在自己的 方法內(nèi)部制作一個(gè)副本，從而保護(hù)那個(gè)參數(shù)。本章的大多數(shù)內(nèi)容都是圍繞這個(gè)問 題展開的。12.2 制作本地副本稍微總結(jié)一下： Java 中的所有自變量或參數(shù)傳

7、遞都是通過傳遞句柄進(jìn)行的。也 就是說，當(dāng)我們傳遞“一個(gè)對(duì)象”時(shí)，實(shí)際傳遞的只是指向位于方法外部的那個(gè) 對(duì)象的“一個(gè)句柄”。所以一旦要對(duì)那個(gè)句柄進(jìn)行任何修改，便相當(dāng)于修改外部 對(duì)象。此外：參數(shù)傳遞過程中會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生別名問題 不存在本地對(duì)象，只有本地句柄句柄有自己的作用域，而對(duì)象沒有對(duì)象的“存在時(shí)間”在 Java 里不是個(gè)問題 沒有語言上的支持（如常量）可防止對(duì)象被修改（以避免別名的副作用）若只是從對(duì)象中讀取信息，而不修改它，傳遞句柄便是自變量傳遞中最有效的一 種形式。這種做非常恰當(dāng)；默認(rèn)的方法一般也是最有效的方法。然而，有時(shí)仍需 將對(duì)象當(dāng)作“本地的”對(duì)待，使我們作出的改變只影響一個(gè)本地副本，不會(huì)對(duì)

8、外 面的對(duì)象造成影響。許多程序設(shè)計(jì)語言都支持在方法內(nèi)自動(dòng)生成外部對(duì)象的一個(gè) 本地副本(注釋)。盡管Java不具備這種能力，但允許我們達(dá)到同樣的效果。：在C語言中，通?？刂频氖巧倭繑?shù)據(jù)位，默認(rèn)操作是按值傳遞。C+也必須 遵照這一形式，但按值傳遞對(duì)象并非肯定是一種有效的方式。此外，在C+中用 于支持按值傳遞的代碼也較難編寫，是件讓人頭痛的事情。按值傳遞 首先要解決術(shù)語的問題，最適合“按值傳遞”的看起來是自變量?！鞍粗祩鬟f” 以及它的含義取決于如何理解程序的運(yùn)行方式。最常見的意思是獲得要傳遞的任 何東西的一個(gè)本地副本，但這里真正的問題是如何看待自己準(zhǔn)備傳遞的東西。對(duì) 于“按值傳遞”的含義，目前存在兩

9、種存在明顯區(qū)別的見解：Java按值傳遞任何東西。若將基本數(shù)據(jù)類型傳遞進(jìn)入一個(gè)方法，會(huì)明確得 到基本數(shù)據(jù)類型的一個(gè)副本。但若將一個(gè)句柄傳遞進(jìn)入方法，得到的是句柄的副 本。所以人們認(rèn)為“一切”都按值傳遞。當(dāng)然，這種說法也有一個(gè)前提：句柄肯 定也會(huì)被傳遞。但 Java 的設(shè)計(jì)方案似乎有些超前，允許我們忽略(大多數(shù)時(shí)候) 自己處理的是一個(gè)句柄。也就是說，它允許我們將句柄假想成“對(duì)象”，因?yàn)樵?發(fā)出方法調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)照管兩者間的差異。Java 主要按值傳遞(無自變量)，但對(duì)象卻是按引用傳遞的。得到這個(gè)結(jié) 論的前提是句柄只是對(duì)象的一個(gè)“別名”，所以不考慮傳遞句柄的問題，而是直 接指出“我準(zhǔn)備傳遞對(duì)象”

10、。由于將其傳遞進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)沒有獲得對(duì)象的一個(gè) 本地副本，所以對(duì)象顯然不是按值傳遞的。 Sun 公司似乎在某種程度上支持這一 見解，因?yàn)樗氨Ａ舻磳?shí)現(xiàn)”的關(guān)鍵字之一便是byvalue (按值)。但沒人知 道那個(gè)關(guān)鍵字什么時(shí)候可以發(fā)揮作用。盡管存在兩種不同的見解，但其間的分歧歸根到底是由于對(duì)“句柄”的不同解釋 造成的。我打算在本書剩下的部分里回避這個(gè)問題。大家不久就會(huì)知道，這個(gè)問 題爭(zhēng)論下去其實(shí)是沒有意義的最重要的是理解一個(gè)句柄的傳遞會(huì)使調(diào)用者 的對(duì)象發(fā)生意外的改變?？寺?duì)象若需修改一個(gè)對(duì)象，同時(shí)不想改變調(diào)用者的對(duì)象，就要制作該對(duì)象的一個(gè)本地副 本。這也是本地副本最常見的一種用途。若決定制作一

11、個(gè)本地副本，只需簡(jiǎn)單地 使用clone()方法即可。Clone是“克隆”的意思，即制作完全一模一樣的副本。 這個(gè)方法在基礎(chǔ)類Object中定義成“protected”(受保護(hù))模式。但在希望克 隆的任何衍生類中，必須將其覆蓋為“public”模式。例如，標(biāo)準(zhǔn)庫類Vector 覆蓋了 clone()，所以能為Vector調(diào)用clone()，如下所示： 547 頁程序 clone()方法產(chǎn)生了一個(gè)Object，后者必須立即重新造型為正確類型。這個(gè)例子 指出Vector的clone()方法不能自動(dòng)嘗試克隆Vector內(nèi)包含的每個(gè)對(duì)象 由 于別名問題，老的Vector和克隆的Vector都包含了相同的

12、對(duì)象。我們通常把這 種情況叫作“簡(jiǎn)單復(fù)制”或者“淺層復(fù)制”，因?yàn)樗粡?fù)制了一個(gè)對(duì)象的“表 面”部分。實(shí)際對(duì)象除包含這個(gè)“表面”以外，還包括句柄指向的所有對(duì)象，以 及那些對(duì)象又指向的其他所有對(duì)象，由此類推。這便是“對(duì)象網(wǎng)”或“對(duì)象關(guān)系 網(wǎng)”的由來。若能復(fù)制下所有這張網(wǎng)，便叫作“全面復(fù)制”或者“深層復(fù)制”。在輸出中可看到淺層復(fù)制的結(jié)果，注意對(duì)v2采取的行動(dòng)也會(huì)影響到v：548 頁上程序一般來說，由于不敢保證Vector里包含的對(duì)象是“可以克隆”(注釋)的， 所以最好不要試圖克隆那些對(duì)象。：“可以克隆”用英語講是cloneable，請(qǐng)留意Java庫中專門保留了這樣的 一個(gè)關(guān)鍵字。使類具有克隆能力 盡

13、管克隆方法是在所有類最基本的 Object 中定義的，但克隆仍然不會(huì)在每個(gè)類 里自動(dòng)進(jìn)行。這似乎有些不可思議，因?yàn)榛A(chǔ)類方法在衍生類里是肯定能用的。 但Java確實(shí)有點(diǎn)兒反其道而行之；如果想在一個(gè)類里使用克隆方法，唯一的辦 法就是專門添加一些代碼，以便保證克隆的正常進(jìn)行。1. 使用 protected 時(shí)的技巧為避免我們創(chuàng)建的每個(gè)類都默認(rèn)具有克隆能力，clone()方法在基礎(chǔ)類Object 里得到了“保留”(設(shè)為pro tec ted)。這樣造成的后果就是：對(duì)那些簡(jiǎn)單地使 用一下這個(gè)類的客戶程序員來說，他們不會(huì)默認(rèn)地?fù)碛羞@個(gè)方法；其次，我們不 能利用指向基礎(chǔ)類的一個(gè)句柄來調(diào)用clone()(盡

14、管那樣做在某些情況下特別有 用，比如用多形性的方式克隆一系列對(duì)象)。在編譯期的時(shí)候，這實(shí)際是通知我 們對(duì)象不可克隆的一種方式而且最奇怪的是，Java庫中的大多數(shù)類都不能克隆。因此，假如我們執(zhí)行下述代碼：Integer x = new Integer(l);x = x.clone();那么在編譯期，就有一條討厭的錯(cuò)誤消息彈出，告訴我們不可訪問clone() 因?yàn)?Integer 并沒有覆蓋它，而且它對(duì) protected 版本來說是默認(rèn)的)。但是，假若我們是在一個(gè)從Object衍生出來的類中(所有類都是從Object衍生 的)，就有權(quán)調(diào)用Objec t.clone()，因?yàn)樗恰?pro tec

15、 ted”，而且我們?cè)谝粋€(gè) 繼承器中。基礎(chǔ)類clone()提供了一個(gè)有用的功能一一它進(jìn)行的是對(duì)衍生類對(duì)象 的真正“按位”復(fù)制，所以相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)的克隆行動(dòng)。然而，我們隨后需要將自己 的克隆操作設(shè)為public，否則無法訪問。總之，克隆時(shí)要注意的兩個(gè)關(guān)鍵問題 是：幾乎肯定要調(diào)用super.clone()，以及注意將克隆設(shè)為public。有時(shí)還想在更深層的衍生類中覆蓋clone()，否則就直接使用我們的clone()(現(xiàn) 在已成為public)，而那并不一定是我們所希望的(然而，由于Objec t.clone() 已制作了實(shí)際對(duì)象的一個(gè)副本，所以也有可能允許這種情況)。protected的技 巧在這里

16、只能用一次：首次從一個(gè)不具備克隆能力的類繼承，而且想使一個(gè)類變 成“能夠克隆”。而在從我們的類繼承的任何場(chǎng)合，clone()方法都是可以使用 的，因?yàn)镴ava不可能在衍生之后反而縮小方法的訪問范圍。換言之，一旦對(duì)象 變得可以克隆，從它衍生的任何東西都是能夠克隆的，除非使用特殊的機(jī)制(后 面討論)令其“關(guān)閉”克隆能力。2.實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口為使一個(gè)對(duì)象的克隆能力功成圓滿，還需要做另一件事情:實(shí)現(xiàn)Cloneable接口。 這個(gè)接口使人稍覺奇怪，因?yàn)樗强盏?！interface Cloneable 之所以要實(shí)現(xiàn)這個(gè)空接口，顯然不是因?yàn)槲覀儨?zhǔn)備上溯造型成一個(gè)Cloneable， 以及調(diào)用它

17、的某個(gè)方法。有些人認(rèn)為在這里使用接口屬于一種“欺騙”行為，因 為它使用的特性打的是別的主意，而非原來的意思。Cloneable in terface的實(shí) 現(xiàn)扮演了一個(gè)標(biāo)記的角色，封裝到類的類型中。兩方面的原因促成了 Cloneable interface的存在。首先，可能有一個(gè)上溯造型 句柄指向一個(gè)基礎(chǔ)類型，而且不知道它是否真的能克隆那個(gè)對(duì)象。在這種情況下， 可用instanceof關(guān)鍵字(第11章有介紹)調(diào)查句柄是否確實(shí)同一個(gè)能克隆的對(duì) 象連接:if(myHandle instanceof Cloneable) / .第二個(gè)原因是考慮到我們可能不愿所有對(duì)象類型都能克隆。所以O(shè)bject.cl

18、oneO 會(huì)驗(yàn)證一個(gè)類是否真的是實(shí)現(xiàn)了 Cloneable接口。若答案是否定的，則“擲”出 一個(gè)CloneNotSupportedException違例。所以在一般情況下，我們必須將 “implement Cloneable 作為對(duì)克隆能力提供支持的一部分。12.2.4成功的克隆理解了實(shí)現(xiàn)clone()方法背后的所有細(xì)節(jié)后，便可創(chuàng)建出能方便復(fù)制的類，以便 提供了一個(gè)本地副本:550-551頁程序不管怎樣，clone()必須能夠訪問，所以必須將其設(shè)為public (公共的)。其次， 作為clone ()的初期行動(dòng)，應(yīng)調(diào)用clone ()的基礎(chǔ)類版本。這里調(diào)用的clone() 是Object內(nèi)部預(yù)

19、先定義好的。之所以能調(diào)用它，是由于它具有pro tec ted (受 到保護(hù)的)屬性，所以能在衍生的類里訪問。Object.clone()會(huì)檢查原先的對(duì)象有多大，再為新對(duì)象騰出足夠多的內(nèi)存，將所 有二進(jìn)制位從原來的對(duì)象復(fù)制到新對(duì)象。這叫作“按位復(fù)制”，而且按一般的想 法，這個(gè)工作應(yīng)該是由clone()方法來做的。但在Object.clone ()正式開始操作 前，首先會(huì)檢查一個(gè)類是否Cloneable，即是否具有克隆能力換言之，它是 否實(shí)現(xiàn)了 Cloneable接口。若未實(shí)現(xiàn)，Objec t.clone ()就擲出一個(gè) CloneNotSupportedException違例，指出我們不能克隆

20、它。因此，我們最好用 一個(gè)try-catch塊將對(duì)super.clone ()的調(diào)用代碼包圍(或圭寸裝)起來，試圖捕 獲一個(gè)應(yīng)當(dāng)永不出現(xiàn)的違例(因?yàn)檫@里確實(shí)已實(shí)現(xiàn)了 Cloneable接口)。 在LocalCopy中，兩個(gè)方法g()和f()揭示出兩種參數(shù)傳遞方法間的差異。其中， g()演示的是按引用傳遞，它會(huì)修改外部對(duì)象，并返回對(duì)那個(gè)外部對(duì)象的一個(gè)引 用。而f()是對(duì)自變量進(jìn)行克隆，所以將其分離出來，并讓原來的對(duì)象保持獨(dú)立。 隨后，它繼續(xù)做它希望的事情。甚至能返回指向這個(gè)新對(duì)象的一個(gè)句柄，而且不 會(huì)對(duì)原來的對(duì)象產(chǎn)生任何副作用。注意下面這個(gè)多少有些古怪的語句：v = (MyObject)v.cl

21、one();它的作用正是創(chuàng)建一個(gè)本地副本。為避免被這樣的一個(gè)語句搞混淆，記住這種相 當(dāng)奇怪的編碼形式在 Java 中是完全允許的，因?yàn)橛幸粋€(gè)名字的所有東西實(shí)際都 是一個(gè)句柄。所以句柄 v 用于克隆一個(gè)它所指向的副本，而且最終返回指向基礎(chǔ) 類型Object的一個(gè)句柄(因?yàn)樗贠bject.clone ()中是那樣被定義的)，隨后 必須將其造型為正確的類型。在 main() 中，兩種不同參數(shù)傳遞方式的區(qū)別在于它們分別測(cè)試了一個(gè)不同的方 法。輸出結(jié)果如下：552 頁程序大家要記住這樣一個(gè)事實(shí)：Java對(duì)“是否等價(jià)”的測(cè)試并不對(duì)所比較對(duì)象的內(nèi) 部進(jìn)行檢查，從而核實(shí)它們的值是否相同。=和!=運(yùn)算符只是簡(jiǎn)

22、單地對(duì)比句柄的 內(nèi)容。若句柄內(nèi)的地址相同，就認(rèn)為句柄指向同樣的對(duì)象，所以認(rèn)為它們是“等 價(jià)”的。所以運(yùn)算符真正檢測(cè)的是“由于別名問題，句柄是否指向同一個(gè)對(duì) 象？”O(jiān)bjec t.clone ()的效果調(diào)用Objec t.clone ()時(shí)，實(shí)際發(fā)生的是什么事情呢？當(dāng)我們?cè)谧约旱念惱锔采w clone()時(shí)，什么東西對(duì)于super.clone ()來說是最關(guān)鍵的呢？根類中的clone() 方法負(fù)責(zé)建立正確的存儲(chǔ)容量，并通過“按位復(fù)制”將二進(jìn)制位從原始對(duì)象中復(fù) 制到新對(duì)象的存儲(chǔ)空間。也就是說，它并不只是預(yù)留存儲(chǔ)空間以及復(fù)制一個(gè)對(duì)象 實(shí)際需要調(diào)查出欲復(fù)制之對(duì)象的準(zhǔn)確大小，然后復(fù)制那個(gè)對(duì)象。由于所有這

23、些工作都是在由根類定義之clone()方法的內(nèi)部代碼中進(jìn)行的(根類并不知道要 從自己這里繼承出去什么)，所以大家或許已經(jīng)猜到，這個(gè)過程需要用 RTTI 判 斷欲克隆的對(duì)象的實(shí)際大小。采取這種方式，clone()方法便可建立起正確數(shù)量 的存儲(chǔ)空間，并對(duì)那個(gè)類型進(jìn)行正確的按位復(fù)制。不管我們要做什么，克隆過程的第一個(gè)部分通常都應(yīng)該是調(diào)用 super.clone()。 通過進(jìn)行一次準(zhǔn)確的復(fù)制，這樣做可為后續(xù)的克隆進(jìn)程建立起一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 隨后，可采取另一些必要的操作，以完成最終的克隆。為確切了解其他操作是什么，首先要正確理解Objec t.clone ()為我們帶來了什 么。特別地，它會(huì)自動(dòng)克隆所有

24、句柄指向的目標(biāo)嗎？下面這個(gè)例子可完成這種形 式的檢測(cè)：553-554 頁程序一條Snake (蛇)由數(shù)段構(gòu)成，每一段的類型都是Snake。所以，這是一個(gè)一段 段鏈接起來的列表。所有段都是以循環(huán)方式創(chuàng)建的，每做好一段，都會(huì)使第一個(gè) 構(gòu)建器參數(shù)的值遞減，直至最終為零。而為給每段賦予一個(gè)獨(dú)一無二的標(biāo)記，第 二個(gè)參數(shù)(一個(gè)Char)的值在每次循環(huán)構(gòu)建器調(diào)用時(shí)都會(huì)遞增。increment() 方法的作用是循環(huán)遞增每個(gè)標(biāo)記，使我們能看到發(fā)生的變化；而 toString 則循環(huán)打印出每個(gè)標(biāo)記。輸出如下：554 頁中程序 這意味著只有第一段才是由Object.clone ()復(fù)制的，所以此時(shí)進(jìn)行的是一種 “淺

25、層復(fù)制”。若希望復(fù)制整條蛇即進(jìn)行“深層復(fù)制”必須在被覆蓋的 clone()里采取附加的操作。通常可在從一個(gè)能克隆的類里調(diào)用super.cloneO,以確保所有基礎(chǔ)類行動(dòng)(包 括Object.clone()能夠進(jìn)行。隨著是為對(duì)象內(nèi)每個(gè)句柄都明確調(diào)用一個(gè) clone()；否則那些句柄會(huì)別名變成原始對(duì)象的句柄。構(gòu)建器的調(diào)用也大致相同 首先構(gòu)造基礎(chǔ)類，然后是下一個(gè)衍生的構(gòu)建器以此類推，直到位于最深 層的衍生構(gòu)建器。區(qū)別在于clone()并不是個(gè)構(gòu)建器，所以沒有辦法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)克 隆。為了克隆，必須由自己明確進(jìn)行?？寺『铣蓪?duì)象試圖深層復(fù)制合成對(duì)象時(shí)會(huì)遇到一個(gè)問題。必須假定成員對(duì)象中的clone()方法 也能

26、依次對(duì)自己的句柄進(jìn)行深層復(fù)制，以此類推。這使我們的操作變得復(fù)雜。為 了能正常實(shí)現(xiàn)深層復(fù)制，必須對(duì)所有類中的代碼進(jìn)行控制，或者至少全面掌握深 層復(fù)制中需要涉及的類，確保它們自己的深層復(fù)制能正確進(jìn)行。下面這個(gè)例子總結(jié)了面對(duì)一個(gè)合成對(duì)象進(jìn)行深層復(fù)制時(shí)需要做哪些事情：555-556 頁程序DepthReading和TemperatureReading非常相似;它們都只包含了基本數(shù)據(jù)類型。 所以clone()方法能夠非常簡(jiǎn)單：調(diào)用super.clone()并返回結(jié)果即可。注意兩 個(gè)類使用的clone()代碼是完全一致的。OceanReading 是由 DepthReading 和 Temperature

27、Reading 對(duì)象合并而成的。為 了對(duì)其進(jìn)行深層復(fù)制，clone()必須同時(shí)克隆OceanReading內(nèi)的句柄。為達(dá)到這 個(gè)目標(biāo)，super.clone ()的結(jié)果必須造型成一個(gè)OceanReading對(duì)象(以便訪問 depth 和 temperature 句柄)。用 Vector 進(jìn)行深層復(fù)制 下面讓我們復(fù)習(xí)一下本章早些時(shí)候提出的Vector例子。這一次Int2類是可以克 隆的，所以能對(duì)Vector進(jìn)行深層復(fù)制：557-558 頁程序Int3自Int2繼承而來，并添加了一個(gè)新的基本類型成員int j。大家也許認(rèn)為 自己需要再次覆蓋clone()，以確保j得到復(fù)制，但實(shí)情并非如此。將Int

28、2的 clone()當(dāng)作Int3的clone ()調(diào)用時(shí)，它會(huì)調(diào)用Object.clone(),判斷出當(dāng)前操 作的是Int3,并復(fù)制Int3內(nèi)的所有二進(jìn)制位。只要沒有新增需要克隆的句柄， 對(duì)Object.clone()的一個(gè)調(diào)用就能完成所有必要的復(fù)制無論clone()是在層次結(jié)構(gòu)多深的一級(jí)定義的。至此，大家可以總結(jié)出對(duì)Vector進(jìn)行深層復(fù)制的先決條件：在克隆了 Vector 后，必須在其中遍歷，并克隆由Vec tor指向的每個(gè)對(duì)象。為了對(duì)Hash table (散 列表)進(jìn)行深層復(fù)制，也必須采取類似的處理。這個(gè)例子剩余的部分顯示出克隆已實(shí)際進(jìn)行證據(jù)就是在克隆了對(duì)象以后，可 以自由改變它，而原

29、來那個(gè)對(duì)象不受任何影響。通過序列化進(jìn)行深層復(fù)制若研究一下第 10章介紹的那個(gè) Java 1.1 對(duì)象序列化示例，可能發(fā)現(xiàn)若在一個(gè)對(duì) 象序列化以后再撤消對(duì)它的序列化，或者說進(jìn)行裝配，那么實(shí)際經(jīng)歷的正是一個(gè) “克隆”的過程。那么為什么不用序列化進(jìn)行深層復(fù)制呢？下面這個(gè)例子通過計(jì)算執(zhí)行時(shí)間對(duì)比 了這兩種方法：559-560 頁程序其中，Thing2和Thing4包含了成員對(duì)象，所以需要進(jìn)行一些深層復(fù)制。一個(gè)有 趣的地方是盡管 Serializable 類很容易設(shè)置，但在復(fù)制它們時(shí)卻要做多得多的 工作。克隆涉及到大量的類設(shè)置工作，但實(shí)際的對(duì)象復(fù)制是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。結(jié)果很 好地說明了一切。下面是幾次運(yùn)行分別

30、得到的結(jié)果：的確561 頁上程序除了序列化和克隆之間巨大的時(shí)間差異以外，我們也注意到序列化技術(shù)的運(yùn)行結(jié) 果并不穩(wěn)定，而克隆每一次花費(fèi)的時(shí)間都是相同的。使克隆具有更大的深度若新建一個(gè)類，它的基礎(chǔ)類會(huì)默認(rèn)為Object,并默認(rèn)為不具備克隆能力(就象 在下一節(jié)會(huì)看到的那樣)。只要不明確地添加克隆能力，這種能力便不會(huì)自動(dòng)產(chǎn) 生。但我們可以在任何層添加它，然后便可從那個(gè)層開始向下具有克隆能力。如 下所示：561-562 頁程序添加克隆能力之前，編譯器會(huì)阻止我們的克隆嘗試。一旦在Scientist里添加了 克隆能力，那么Scientist以及它的所有“后裔”都可以克隆。為什么有這個(gè)奇怪的設(shè)計(jì) 之所以感覺這

31、個(gè)方案的奇特，因?yàn)樗聦?shí)上的確如此。也許大家會(huì)奇怪它為什么 要象這樣運(yùn)行，而該方案背后的真正含義是什么呢？后面講述的是一個(gè)未獲證實(shí) 的故事一一大概是由于圍繞Java的許多買賣使其成為一種設(shè)計(jì)優(yōu)良的語言 但確實(shí)要花許多口舌才能講清楚這背后發(fā)生的所有事情。最初，Java只是作為一種用于控制硬件的語言而設(shè)計(jì)，與因特網(wǎng)并沒有絲毫聯(lián) 系。象這樣一類面向大眾的語言一樣，其意義在于程序員可以對(duì)任意一個(gè)對(duì)象進(jìn) 行克隆。這樣一來，clone ()就放置在根類Object里面，但因?yàn)樗且环N公用方 式，因而我們通常能夠?qū)θ我庖粋€(gè)對(duì)象進(jìn)行克隆?？磥磉@是最靈活的方式了，畢 竟它不會(huì)帶來任何害處。正當(dāng)Java看起來象一

32、種終級(jí)因特網(wǎng)程序設(shè)計(jì)語言的時(shí)候，情況卻發(fā)生了變化。 突然地，人們提出了安全問題，而且理所當(dāng)然，這些問題與使用對(duì)象有關(guān)，我們 不愿望任何人克隆自己的保密對(duì)象。所以我們最后看到的是為原來那個(gè)簡(jiǎn)單、直 觀的方案添加的大量補(bǔ)?。?clone()在Object里被設(shè)置成“protected”。必須 將其覆蓋，并使用“implement Cloneable”，同時(shí)解決違例的問題。只有在準(zhǔn)備調(diào)用Object的clone()方法時(shí)，才沒有必要使用Cloneable接口， 因?yàn)槟莻€(gè)方法會(huì)在運(yùn)行期間得到檢查，以確保我們的類實(shí)現(xiàn)了 Cloneable。但為 了保持連貫性(而且由于Cloneable無論如何都是空的)

33、，最好還是由自己實(shí)現(xiàn) Cloneable。克隆的控制為消除克隆能力，大家也許認(rèn)為只需將clone()方法簡(jiǎn)單地設(shè)為private (私有) 即可，但這樣是行不通的，因?yàn)椴荒懿捎靡粋€(gè)基礎(chǔ)類方法，并使其在衍生類中更 “私有”。所以事情并沒有這么簡(jiǎn)單。此外，我們有必要控制一個(gè)對(duì)象是否能夠 克隆。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)的一個(gè)類，實(shí)際有許多種方案都是可以采取的：保持中立，不為克隆做任何事情。也就是說，盡管不可對(duì)我們的類克隆，但 從它繼承的一個(gè)類卻可根據(jù)實(shí)際情況決定克隆。只有Object.clone ()要對(duì)類中 的字段進(jìn)行某些合理的操作時(shí)，才可以作這方面的決定。支持clone()，采用實(shí)現(xiàn)Cloneable (可

34、克隆)能力的標(biāo)準(zhǔn)操作，并覆蓋 clone()。在被覆蓋的clone()中，可調(diào)用super.clone()，并捕獲所有違例(這 樣可使clone ()不“擲”出任何違例)。有條件地支持克隆。若類容納了其他對(duì)象的句柄，而那些對(duì)象也許能夠克隆 (集合類便是這樣的一個(gè)例子)，就可試著克隆擁有對(duì)方句柄的所有對(duì)象；如果它們“擲”出了違例，只需讓這些違例通過即可。舉個(gè)例子來說，假設(shè)有一個(gè)特 殊的Vector，它試圖克隆自己容納的所有對(duì)象。編寫這樣的一個(gè)Vector時(shí)，并 不知道客戶程序員會(huì)把什么形式的對(duì)象置入這個(gè)Vector中，所以并不知道它們 是否真的能夠克隆。不實(shí)現(xiàn)Cloneable()，但是將clo

35、ne()覆蓋成protected，使任何字段都具 有正確的復(fù)制行為。這樣一來，從這個(gè)類繼承的所有東西都能覆蓋clone()，并 調(diào)用super.clone()來產(chǎn)生正確的復(fù)制行為。注意在我們實(shí)現(xiàn)方案里，可以而且 應(yīng)該調(diào)用super.clone() 即使那個(gè)方法本來預(yù)期的是一個(gè)Cloneable對(duì)象(否則會(huì)擲出一個(gè)違例)，因?yàn)闆]有人會(huì)在我們這種類型的對(duì)象上直接調(diào)用它。 它只有通過一個(gè)衍生類調(diào)用；對(duì)那個(gè)衍生類來說，如果要保證它正常工作，需實(shí) 現(xiàn) Cloneable。不實(shí)現(xiàn)Cloneable來試著防止克隆，并覆蓋clone()，以產(chǎn)生一個(gè)違例。為 使這一設(shè)想順利實(shí)現(xiàn)，只有令從它衍生出來的任何類都調(diào)用

36、重新定義后的 clone()里的 suepr.clone()。將類設(shè)為final，從而防止克隆。若clone()尚未被我們的任何一個(gè)上級(jí)類 覆蓋，這一設(shè)想便不會(huì)成功。若已被覆蓋，那么再一次覆蓋它，并“擲”出一個(gè) CloneNotSupportedException (克隆不支持)違例。為擔(dān)?？寺”唤梗瑢㈩愒O(shè) 為 final 是唯一的辦法。除此以外，一旦涉及保密對(duì)象或者遇到想對(duì)創(chuàng)建的對(duì)象 數(shù)量進(jìn)行控制的其他情況，應(yīng)該將所有構(gòu)建器都設(shè)為private，并提供一個(gè)或更 多的特殊方法來創(chuàng)建對(duì)象。采用這種方式，這些方法就可以限制創(chuàng)建的對(duì)象數(shù)量 以及它們的創(chuàng)建條件一一一種特殊情況是第16章要介紹的sin

37、gle ton (獨(dú)子) 方案。下面這個(gè)例子總結(jié)了克隆的各種實(shí)現(xiàn)方法，然后在層次結(jié)構(gòu)中將其“關(guān)閉”：564-565 頁程序第一個(gè)類Ordinary代表著大家在本書各處最常見到的類：不支持克隆，但在它 正式應(yīng)用以后，卻也不禁止對(duì)其克隆。但假如有一個(gè)指向Ordinary對(duì)象的句柄， 而且那個(gè)對(duì)象可能是從一個(gè)更深的衍生類上溯造型來的，便不能判斷它到底能不 能克隆。WrongClone 類揭示了實(shí)現(xiàn)克隆的一種不正確途徑。它確實(shí)覆蓋了Object.clone()，并將那個(gè)方法設(shè)為public，但卻沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable。所以一 旦發(fā)出對(duì)super.clone ()的調(diào)用(由于對(duì)Object.clon

38、e ()的一個(gè)調(diào)用造成的)， 便會(huì)無情地?cái)S出CloneNotSupportedException違例。在IsCloneable中，大家看到的才是進(jìn)行克隆的各種正確行動(dòng)：先覆蓋clone()， 并實(shí)現(xiàn)了 Cloneable。但是，這個(gè)clone()方法以及本例的另外幾個(gè)方法并不捕 獲CloneNotSupportedException違例，而是任由它通過，并傳遞給調(diào)用者。隨 后，調(diào)用者必須用一個(gè)try-catch代碼塊把它包圍起來。在我們自己的clone() 方法中，通常需要在clone ()內(nèi)部捕獲CloneNotSupportedException違例，而 不是任由它通過。正如大家以后會(huì)理解

39、的那樣，對(duì)這個(gè)例子來說，讓它通過是最 正確的做法。類NoMore試圖按照J(rèn)ava設(shè)計(jì)者打算的那樣“關(guān)閉”克隆:在衍生類clone()中， 我們擲出 CloneNotSupportedException 違例o TryMore 類中的 clone()方法正確 地調(diào)用super.clone()，并解析成NoMore.cloneO，后者擲出一個(gè)違例并禁止克 隆。但在已被覆蓋的clone()方法中，假若程序員不遵守調(diào)用super.clone ()的“正 確”方法，又會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？在BackOn中，大家可看到實(shí)際會(huì)發(fā)生什么。 這個(gè)類用一個(gè)獨(dú)立的方法duplicate()制作當(dāng)前對(duì)象的一個(gè)副本，并在c

40、lone() 內(nèi)部調(diào)用這個(gè)方法，而不是調(diào)用super.clone。違例永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生，而且新類 是可以克隆的。因此，我們不能依賴“擲”出一個(gè)違例的方法來防止產(chǎn)生一個(gè)可 克隆的類。唯一安全的方法在ReallyNoMore中得到了演示，它設(shè)為final，所 以不可繼承。這意味著假如clone()在final類中擲出了一個(gè)違例，便不能通過 繼承來進(jìn)行修改，并可有效地禁止克隆(不能從一個(gè)擁有任意繼承級(jí)數(shù)的類中明 確調(diào)用Object.clone()；只能調(diào)用super.clone()，它只可訪問直接基礎(chǔ)類)。 因此，只要制作一些涉及安全問題的對(duì)象，就最好把那些類設(shè)為 final。在類CheckClonea

41、ble中，我們看到的第一個(gè)類是tryToClone()，它能接納任何 Ordinary 對(duì)象，并用 instanceof 檢查它是否能夠克隆。若答案是肯定的，就將 對(duì)象造型成為一個(gè)IsCloneable，調(diào)用clone()，并將結(jié)果造型回Ordinary，最 后捕獲有可能產(chǎn)生的任何違例。請(qǐng)注意用運(yùn)行期類型鑒定(見第11章)打印出 類名，使自己看到發(fā)生的一切情況。在main()中，我們創(chuàng)建了不同類型的Ordinary對(duì)象，并在數(shù)組定義中上溯造型 成為Ordinary。在這之后的頭兩行代碼創(chuàng)建了一個(gè)純粹的Ordinary對(duì)象，并試 圖對(duì)其克隆。然而，這些代碼不會(huì)得到編譯，因?yàn)閏lone ()是Ob

42、ject中的一個(gè) pro tec ted (受到保護(hù)的)方法。代碼剩余的部分將遍歷數(shù)組，并試著克隆每個(gè) 對(duì)象，分別報(bào)告它們的成功或失敗。輸出如下：567-568 頁程序 總之，如果希望一個(gè)類能夠克隆，那么：實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口覆蓋 clone()在自己的 clone ()中調(diào)用 super.clone()在自己的clone ()中捕獲違例 這一系列步驟能達(dá)到最理想的效果。副本構(gòu)建器 克隆看起來要求進(jìn)行非常復(fù)雜的設(shè)置，似乎還該有另一種替代方案。一個(gè)辦法是 制作特殊的構(gòu)建器，令其負(fù)責(zé)復(fù)制一個(gè)對(duì)象。在C+中，這叫作“副本構(gòu)建器”。 剛開始的時(shí)候，這好象是一種非常顯然的解決方案(如果你是C+

43、程序員，這個(gè) 方法就更顯親切)。下面是一個(gè)實(shí)際的例子：568-571 頁程序這個(gè)例子第一眼看上去顯得有點(diǎn)奇怪。不同水果的質(zhì)量肯定有所區(qū)別，但為什么 只是把代表那些質(zhì)量的數(shù)據(jù)成員直接置入Fruit (水果)類？有兩方面可能的原 因。第一個(gè)是我們可能想簡(jiǎn)便地插入或修改質(zhì)量。注意Fruit有一個(gè)protected (受到保護(hù)的)addQualities()方法，它允許衍生類來進(jìn)行這些插入或修改操作 (大家或許會(huì)認(rèn)為最合乎邏輯的做法是在Fruit中使用一個(gè)protected構(gòu)建器， 用它獲取 FruitQualities 參數(shù)，但構(gòu)建器不能繼承，所以不可在第二級(jí)或級(jí)數(shù) 更深的類中使用它)。通過將水果的

44、質(zhì)量置入一個(gè)獨(dú)立的類，可以得到更大的靈 活性，其中包括可以在特定 Fruit 對(duì)象的存在期間中途更改質(zhì)量。之所以將 FruitQualities 設(shè)為一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，另一個(gè)原因是考慮到我們有時(shí) 希望添加新的質(zhì)量，或者通過繼承與多形性改變行為。注意對(duì) GreenZebra 來說 (這實(shí)際是西紅柿的一類我已栽種成功，它們簡(jiǎn)直令人難以置信)，構(gòu)建器 會(huì)調(diào)用addQualities(),并為其傳遞一個(gè)ZebraQualities對(duì)象。該對(duì)象是從 FruitQualities 衍生出來的，所以能與基礎(chǔ)類中的 FruitQualities 句柄聯(lián)系在 一起。當(dāng)然，一旦GreenZebra使用FruitQu

45、alities，就必須將其下溯造型成為 正確的類型(就象evaluate()中展示的那樣)，但它肯定知道類型是 ZebraQualities。大家也看到有一個(gè)Seed (種子)類，F(xiàn)ruit (大家都知道，水果含有自己的種子) 包含了一個(gè) Seed 數(shù)組。最后，注意每個(gè)類都有一個(gè)副本構(gòu)建器，而且每個(gè)副本構(gòu)建器都必須關(guān)心為基礎(chǔ) 類和成員對(duì)象調(diào)用副本構(gòu)建器的問題，從而獲得“深層復(fù)制”的效果。對(duì)副本構(gòu) 建器的測(cè)試是在CopyCons true tor類內(nèi)進(jìn)行的。方法ripen()需要獲取一個(gè) Tomato 參數(shù)，并對(duì)其執(zhí)行副本構(gòu)建工作，以便復(fù)制對(duì)象： t = new Tomato(t);而slice

46、 ()需要獲取一個(gè)更常規(guī)的Fruit對(duì)象，而且對(duì)它進(jìn)行復(fù)制：f = new Fruit(f);它們都在main()中伴隨不同種類的Fruit進(jìn)行測(cè)試。下面是輸出結(jié)果：572 頁上程序 從中可以看出一個(gè)問題。在slice（）內(nèi)部對(duì)Toma to進(jìn)行了副本構(gòu)建工作以后， 結(jié)果便不再是一個(gè)Toma to對(duì)象，而只是一個(gè)Frui t。它已丟失了作為一個(gè)Toma to （西紅柿）的所有特征。此外，如果采用一個(gè)GreenZebra, ripen（）和slice（） 會(huì)把它分別轉(zhuǎn)換成一個(gè)Toma to和一個(gè)Frui t。所以非常不幸，假如想制作對(duì)象 的一個(gè)本地副本，Java中的副本構(gòu)建器便不是特別適合我們。

47、1.為什么在C+的作用比在Java中大？副本構(gòu)建器是C+的一個(gè)基本構(gòu)成部分，因?yàn)樗茏詣?dòng)產(chǎn)生對(duì)象的一個(gè)本地副 本。但前面的例子確實(shí)證明了它不適合在Java中使用，為什么呢？在Java中， 我們操控的一切東西都是句柄，而在C+中，卻可以使用類似于句柄的東西，也 能直接傳遞對(duì)象。這時(shí)便要用到C+的副本構(gòu)建器：只要想獲得一個(gè)對(duì)象，并按 值傳遞它，就可以復(fù)制對(duì)象。所以它在C+里能很好地工作，但應(yīng)注意這套機(jī)制 在 Java 里是很不通的，所以不要用它。只讀類盡管在一些特定的場(chǎng)合，由clone（）產(chǎn)生的本地副本能夠獲得我們希望的結(jié)果， 但程序員（方法的作者）不得不親自禁止別名處理的副作用。假如想制作一個(gè)庫

48、， 令其具有常規(guī)用途，但卻不能擔(dān)保它肯定能在正確的類中得以克隆，這時(shí)又該怎 么辦呢？更有可能的一種情況是，假如我們想讓別名發(fā)揮積極的作用禁止不 必要的對(duì)象復(fù)制但卻不希望看到由此造成的副作用，那么又該如何處理呢？ 一個(gè)辦法是創(chuàng)建“不變對(duì)象”，令其從屬于只讀類?？啥x一個(gè)特殊的類，使其 中沒有任何方法能造成對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)的改變。在這樣的一個(gè)類中，別名處理是沒 有問題的。因?yàn)槲覀冎荒茏x取內(nèi)部狀態(tài)，所以當(dāng)多處代碼都讀取相同的對(duì)象時(shí)， 不會(huì)出現(xiàn)任何副作用。作為“不變對(duì)象”一個(gè)簡(jiǎn)單例子，Java的標(biāo)準(zhǔn)庫包含了 “圭寸裝器”（wrapper） 類，可用于所有基本數(shù)據(jù)類型。大家可能已發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，如果想在一個(gè)象

49、 Vector （只采用Object句柄）這樣的集合里保存一個(gè)int數(shù)值，可以將這個(gè)int 封裝到標(biāo)準(zhǔn)庫的Integer類內(nèi)部。如下所示：573 頁中程序Integer類（以及基本的“封裝器”類）用簡(jiǎn)單的形式實(shí)現(xiàn)了“不變性”：它們 沒有提供可以修改對(duì)象的方法。若確實(shí)需要一個(gè)容納了基本數(shù)據(jù)類型的對(duì)象，并想對(duì)基本數(shù)據(jù)類型進(jìn)行修改，就 必須親自創(chuàng)建它們。幸運(yùn)的是，操作非常簡(jiǎn)單：574 頁程序注意 n 在這里簡(jiǎn)化了我們的編碼。 若默認(rèn)的初始化為零已經(jīng)足夠（便不需要構(gòu)建器），而且不用考慮把它打印出來（便不需要toString），那么IntValue甚至還能更加簡(jiǎn)單。如下所示：class IntValue

50、 int n; 將元素取出來，再對(duì)其進(jìn)行造型，這多少顯得有些笨拙，但那是Vector的問題, 不是IntValue的錯(cuò)。創(chuàng)建只讀類 完全可以創(chuàng)建自己的只讀類，下面是個(gè)簡(jiǎn)單的例子：575頁程序所有數(shù)據(jù)都設(shè)為private,可以看到?jīng)]有任何public方法對(duì)數(shù)據(jù)作出修改。事 實(shí)上，確實(shí)需要修改一個(gè)對(duì)象的方法是quadruple。，但它的作用是新建一個(gè) Immutablel對(duì)象，初始對(duì)象則是原圭寸未動(dòng)的。方法f()需要取得一個(gè)Immutablel對(duì)象，并對(duì)其采取不同的操作，而main()的 輸出顯示出沒有對(duì)x作任何修改。因此，x對(duì)象可別名處理許多次，不會(huì)造成任 何傷害，因?yàn)楦鶕?jù)Immutable1類

51、的設(shè)計(jì)，它能保證對(duì)象不被改動(dòng)。“一成不變”的弊端 從表面看，不變類的建立似乎是一個(gè)好方案。但是，一旦真的需要那種新類型的 一個(gè)修改的對(duì)象，就必須辛苦地進(jìn)行新對(duì)象的創(chuàng)建工作，同時(shí)還有可能涉及更頻 繁的垃圾收集。對(duì)有些類來說，這個(gè)問題并不是很大。但對(duì)其他類來說(比如 St ring類)，這一方案的代價(jià)顯得太高了。為解決這個(gè)問題，我們可以創(chuàng)建一個(gè)“同志”類，并使其能夠修改。以后只要涉 及大量的修改工作，就可換為使用能修改的同志類。完事以后，再切換回不可變 的類。因此，上例可改成下面這個(gè)樣子：577頁程序和往常一樣，Immutable2包含的方法保留了對(duì)象不可變的特征，只要涉及修改, 就創(chuàng)建新的對(duì)象。

52、完成這些操作的是add()和multiply ()方法。同志類叫作 Mut able，它也含有add()和mul tiply ()方法。但這些方法能夠修改Mu table對(duì) 象，而不是新建一個(gè)。除此以外，Mutable的一個(gè)方法可用它的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè) Immutable2對(duì)象，反之亦然。兩個(gè)靜態(tài)方法modify1()和modify2()揭示出獲得同樣結(jié)果的兩種不同方法。在 modify1()中，所有工作都是在Immutable2類中完成的，我們可看到在進(jìn)程中創(chuàng) 建了四個(gè)新的Immutable2對(duì)象(而且每次重新分配了 val，前一個(gè)對(duì)象就成為 垃圾)。在方法modify2 ()中，可看到它的第一

53、個(gè)行動(dòng)是獲取Immutable2 y，然后從中生 成一個(gè)Mutable (類似于前面對(duì)clone ()的調(diào)用，但這一次創(chuàng)建了一個(gè)不同類型 的對(duì)象)。隨后，用Mu table對(duì)象進(jìn)行大量修改操作，同時(shí)用不著新建許多對(duì)象。 最后，它切換回Immut able2。在這里，我們只創(chuàng)建了兩個(gè)新對(duì)象(Mu table和 Immutable2的結(jié)果)，而不是四個(gè)。這一方法特別適合在下述場(chǎng)合應(yīng)用：需要不可變的對(duì)象，而且經(jīng)常需要進(jìn)行大量修改，或者創(chuàng)建新的不變對(duì)象代價(jià)太高不變字串請(qǐng)觀察下述代碼：577-578 頁程序q 傳遞進(jìn)入 upcase() 時(shí)，它實(shí)際是 q 的句柄的一個(gè)副本。該句柄連接的對(duì)象實(shí)際 只在一個(gè)

54、統(tǒng)一的物理位置處。句柄四處傳遞的時(shí)候，它的句柄會(huì)得到復(fù)制。若觀察對(duì)upcase ()的定義，會(huì)發(fā)現(xiàn)傳遞進(jìn)入的句柄有一個(gè)名字s,而且該名字只 有在upcase ()執(zhí)行期間才會(huì)存在。upcase ()完成后，本地句柄s便會(huì)消失，而 upcase()返回結(jié)果一一還是原來那個(gè)字串，只是所有字符都變成了大寫。當(dāng)然， 它返回的實(shí)際是結(jié)果的一個(gè)句柄。但它返回的句柄最終是為一個(gè)新對(duì)象的，同時(shí) 原來的 q 并未發(fā)生變化。所有這些是如何發(fā)生的呢？1. 隱式常數(shù)若使用下述語句：String s = asdf;String x = Stringer.upcase(s);那么真的希望upcase()方法改變自變量或者

55、參數(shù)嗎？我們通常是不愿意的，因 為作為提供給方法的一種信息，自變量一般是拿給代碼的讀者看的，而不是讓他 們修改。這是一個(gè)相當(dāng)重要的保證，因?yàn)樗勾a更易編寫和理解。為了在C+中實(shí)現(xiàn)這一保證，需要一個(gè)特殊關(guān)鍵字的幫助：const。利用這個(gè)關(guān) 鍵字，程序員可以保證一個(gè)句柄(C+叫“指針”或者“引用”)不會(huì)被用來修 改原始的對(duì)象。但這樣一來，C+程序員需要用心記住在所有地方都使用const。 這顯然易使人混淆，也不容易記住。2. 覆蓋+和 StringBuffer 利用前面提到的技術(shù)， String 類的對(duì)象被設(shè)計(jì)成“不可變”。若查閱聯(lián)機(jī)文檔 中關(guān)于St ring類的內(nèi)容(本章稍后還要總結(jié)它)，就會(huì)

56、發(fā)現(xiàn)類中能夠修改St ring 的每個(gè)方法實(shí)際都創(chuàng)建和返回了一個(gè)嶄新的St ring對(duì)象，新對(duì)象里包含了修改 過的信息原來的St ring是原圭寸未動(dòng)的。因此，Java里沒有與C+的cons t對(duì)應(yīng)的特性可用來讓編譯器支持對(duì)象的不可變能力。若想獲得這一能力，可以自 行設(shè)置，就象St ring那樣。由于St ring對(duì)象是不可變的，所以能夠根據(jù)情況對(duì)一個(gè)特定的St ring進(jìn)行多次 別名處理。因?yàn)樗侵蛔x的，所以一個(gè)句柄不可能會(huì)改變一些會(huì)影響其他句柄的 東西。因此，只讀對(duì)象可以很好地解決別名問題。通過修改產(chǎn)生對(duì)象的一個(gè)嶄新版本，似乎可以解決修改對(duì)象時(shí)的所有問題，就象 St ring那樣。但對(duì)某些

57、操作來講，這種方法的效率并不高。一個(gè)典型的例子便 是為St ring對(duì)象覆蓋的運(yùn)算符“ + ”?！案采w”意味著在與一個(gè)特定的類使用 時(shí)，它的含義已發(fā)生了變化(用于St ring的“ + ”和“+二”是Java中能被覆蓋 的唯一運(yùn)算符，Java不允許程序員覆蓋其他任何運(yùn)算符注釋)。：C+允許程序員隨意覆蓋運(yùn)算符。由于這通常是一個(gè)復(fù)雜的過程(參見Thinking in C+，Prentice-Hall 于 1995 年出版)，所以 Java 的設(shè)計(jì)者認(rèn)定它是一種“糟糕”的特性，決定不在Java中采用。但具有諷剌意味的是， 運(yùn)算符的覆蓋在Java中要比在C+中容易得多。針對(duì)St ring對(duì)象使用時(shí)，

58、“ + ”允許我們將不同的字串連接起來：頁中程序可以想象出它“可能”是如何工作的：字串a(chǎn)bc可以有一個(gè)方法append()，它 新建了一個(gè)字串，其中包含abc以及foo的內(nèi)容；這個(gè)新字串然后再創(chuàng)建另一 個(gè)新字串，在其中添加def；以此類推。這一設(shè)想是行得通的，但它要求創(chuàng)建大量字串對(duì)象。盡管最終的目的只是獲得包 含了所有內(nèi)容的一個(gè)新字串，但中間卻要用到大量字串對(duì)象，而且要不斷地進(jìn)行 垃圾收集。我懷疑Java的設(shè)計(jì)者是否先試過種方法(這是軟件開發(fā)的一個(gè)教訓(xùn) 除非自己試試代碼，并讓某些東西運(yùn)行起來，否則不可能真正了解系統(tǒng))。 我還懷疑他們是否早就發(fā)現(xiàn)這樣做獲得的性能是不能接受的。解決的方法是象前面介

59、紹的那樣制作一個(gè)可變的同志類。對(duì)字串來說，這個(gè)同志 類叫作StringBuffer，編譯器可以自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)StringBuffer，以便計(jì)算特定 的表達(dá)式，特別是面向St ring對(duì)象應(yīng)用覆蓋過的運(yùn)算符+和+二時(shí)。下面這個(gè)例子 可以解決這個(gè)問題：頁程序創(chuàng)建字串s時(shí)，編譯器做的工作大致等價(jià)于后面使用sb的代碼創(chuàng)建一個(gè) StringBuffer，并用append ()將新字符直接加入StringBuffer對(duì)象(而不是每 次都產(chǎn)生新對(duì)象)。盡管這樣做更有效，但不值得每次都創(chuàng)建象abc 和def 這樣的引號(hào)字串，編譯器會(huì)把它們都轉(zhuǎn)換成St ring對(duì)象。所以盡管St ringBuffer 提供了更高

60、的效率，但會(huì)產(chǎn)生比我們希望的多得多的對(duì)象。String 和 StringBuffer 類這里總結(jié)一下同時(shí)適用于St ring和St ringBuffer的方法，以便對(duì)它們相互間的 溝通方式有一個(gè)印象。這些表格并未把每個(gè)單獨(dú)的方法都包括進(jìn)去，而是包含了 與本次討論有重要關(guān)系的方法。那些已被覆蓋的方法用單獨(dú)一行總結(jié)。 首先總結(jié) String 類的各種方法： 方法 自變量，覆蓋 用途 構(gòu)建器 已被覆蓋：默認(rèn)， String， StringBuffer， char 數(shù)組， byte 數(shù)組 創(chuàng)建 String 對(duì)象leng th()無St ring中的字符數(shù)量 charAt() int Index 位于