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12b8f622aa
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906d4bcc1c
@ -20,15 +20,15 @@ public static Boolean valueOf(boolean b) {
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因为他们有名字,所以静态工厂方法不会受到上面讨论中的限制。在类中似乎需要具有相同签名的多个构造方法的情况下,用静态工厂方法替换构造方法,并仔细选择名称来突出它们的差异。
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**静态工厂方法的第二个优点是,与构造方法不同,它们不需要每次调用时都创建一个新对象。** 这允许不可变的类 (条目 17) 使用预先构建的实例,或者在构造时缓存实例,并反复分配它们以避免创建不必要的重复对象。`Boolean.valueof(boolean)` 方法说明了这种方法:它从不创建对象。这种技术类似于 `Flyweight` 模式[Gamma95]。如果经常请求等价对象,那么它可以极大地提高性能,特别是如果在创建它们非常昂贵的情况下。
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**静态工厂方法的第二个优点是,与构造方法不同,它们不需要每次调用时都创建一个新对象。** 这允许不可变的类 (详见第 17 条)使用预先构建的实例,或者在构造时缓存实例,并反复分配它们以避免创建不必要的重复对象。`Boolean.valueof(boolean)` 方法说明了这种方法:它从不创建对象。这种技术类似于 `Flyweight` 模式[Gamma95]。如果经常请求等价对象,那么它可以极大地提高性能,特别是如果在创建它们非常昂贵的情况下。
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静态工厂方法从重复调用返回相同对象的能力允许类保持在任何时候存在的实例的严格控制。这样做的类被称为实例控制( instance-controlled)。编写实例控制类的原因有很多。实例控制允许一个类来保证它是一个单例 (3) 项或不可实例化的 (条目 4)。同时,它允许一个不可变的值类 (条目 17) 保证不存在两个相同的实例:当且仅当 `a == b` 时 `a.equals(b)`。这是享元模式的基础[Gamma95]。`Enum` 类型 (条目 34) 提供了这个保证。
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静态工厂方法从重复调用返回相同对象的能力允许类保持在任何时候存在的实例的严格控制。这样做的类被称为实例控制( instance-controlled)。编写实例控制类的原因有很多。实例控制允许一个类来保证它是一个单例 (3) 项或不可实例化的 (条目 4)。同时,它允许一个不可变的值类(详见第 17 条)保证不存在两个相同的实例:当且仅当 `a == b` 时 `a.equals(b)`。这是享元模式的基础[Gamma95]。`Enum` 类型(详见第 34 条)提供了这个保证。
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**静态工厂方法的第三个优点是,与构造方法不同,它们可以返回其返回类型的任何子类型的对象。** 这为你在选择返回对象的类时提供了很大的灵活性。
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这种灵活性的一个应用是 API 可以返回对象而不需要公开它的类。 以这种方式隐藏实现类会使 API 非常紧凑 I。 这种技术适用于基于接口的框架(条目 20),其中接口为静态工厂方法提供自然返回类型。
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在 Java 8 之前,接口不能有静态方法。根据约定,一个名为 `Type` 的接口的静态工厂方法被放入一个非实例化的伙伴类 (companion class)(条目 4)`Types` 类中。例如,Java 集合框架有 45 个接口的实用工具实现,提供不可修改的集合、同步集合等等。几乎所有这些实现都是通过静态工厂方法在一个非实例类 (`java .util. collections`) 中导出的。返回对象的类都是非公开的。
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在 Java 8 之前,接口不能有静态方法。根据约定,一个名为 `Type` 的接口的静态工厂方法被放入一个非实例化的伙伴类(companion class)(详见第 4 条)`Types` 类中。例如,Java 集合框架有 45 个接口的实用工具实现,提供不可修改的集合、同步集合等等。几乎所有这些实现都是通过静态工厂方法在一个非实例类 (`java .util. collections`) 中导出的。返回对象的类都是非公开的。
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`Collections` 框架 API 的规模要比它之前输出的 45 个单独的公共类要小得多,每个类有个便利类的实现。不仅是 API 的大部分减少了,还包括概念上的权重:程序员必须掌握的概念的数量和难度,才能使用 API。程序员知道返回的对象恰好有其接口指定的 API,因此不需要为实现类读阅读额外的类文档。此外,使用这种静态工厂方法需要客户端通过接口而不是实现类来引用返回的对象,这通常是良好的实践 (条目 64)。
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@ -36,7 +36,7 @@ public static Boolean valueOf(boolean b) {
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**静态工厂的第四个优点是返回对象的类可以根据输入参数的不同而不同。** 声明的返回类型的任何子类都是允许的。 返回对象的类也可以随每次发布而不同。
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`EnumSet` 类(条目 36)没有公共构造方法,只有静态工厂。 在 OpenJDK 实现中,它们根据底层枚举类型的大小返回两个子类中的一个的实例:如果大多数枚举类型具有 64 个或更少的元素,静态工厂将返回一个 `RegularEnumSet` 实例, 返回一个 `long` 类型;如果枚举类型具有六十五个或更多元素,则工厂将返回一个 `JumboEnumSet` 实例,返回一个 `long` 类型的数组。
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`EnumSet` 类(详见第 36 条)没有公共构造方法,只有静态工厂。 在 OpenJDK 实现中,它们根据底层枚举类型的大小返回两个子类中的一个的实例:如果大多数枚举类型具有 64 个或更少的元素,静态工厂将返回一个 `RegularEnumSet` 实例, 返回一个 `long` 类型;如果枚举类型具有六十五个或更多元素,则工厂将返回一个 `JumboEnumSet` 实例,返回一个 `long` 类型的数组。
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这两个实现类的存在对于客户是不可见的。 如果 `RegularEnumSet` 不再为小枚举类型提供性能优势,则可以在未来版本中将其淘汰,而不会产生任何不良影响。 同样,未来的版本可能会添加 `EnumSet` 的第三个或第四个实现,如果它证明有利于性能。 客户既不知道也不关心他们从工厂返回的对象的类别; 他们只关心它是 `EnumSet` 的一些子类。
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@ -44,24 +44,24 @@ public static Boolean valueOf(boolean b) {
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服务提供者框架中有三个基本组:服务接口,它表示实现;提供者注册 API,提供者用来注册实现;以及服务访问 API,客户端使用该 API 获取服务的实例。服务访问 API 允许客户指定选择实现的标准。在缺少这样的标准的情况下,API 返回一个默认实现的实例,或者允许客户通过所有可用的实现进行遍历。服务访问 API 是灵活的静态工厂,它构成了服务提供者框架的基础。
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服务提供者框架的一个可选的第四个组件是一个服务提供者接口,它描述了一个生成服务接口实例的工厂对象。在没有服务提供者接口的情况下,必须对实现进行反射实例化 (条目 65)。在 JDBC 的情况下,`Connection` 扮演服务接口的一部分,`DriverManager.registerDriver` 提供程序注册 API、`DriverManager.getConnection` 是服务访问 API,`Driver` 是服务提供者接口。
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服务提供者框架的一个可选的第四个组件是一个服务提供者接口,它描述了一个生成服务接口实例的工厂对象。在没有服务提供者接口的情况下,必须对实现进行反射实例化(详见第 65 条)。在 JDBC 的情况下,`Connection` 扮演服务接口的一部分,`DriverManager.registerDriver` 提供程序注册 API、`DriverManager.getConnection` 是服务访问 API,`Driver` 是服务提供者接口。
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服务提供者框架模式有许多变种。 例如,服务访问 API 可以向客户端返回比提供者提供的更丰富的服务接口。 这是桥接模式[Gamma95]。 依赖注入框架(条目 5)可以被看作是强大的服务提供者。 从 Java 6 开始,平台包含一个通用的服务提供者框架 `java.util.ServiceLoader`,所以你不需要,一般也不应该自己编写(条目 59)。 JDBC 不使用 `ServiceLoader`,因为前者早于后者。
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服务提供者框架模式有许多变种。 例如,服务访问 API 可以向客户端返回比提供者提供的更丰富的服务接口。 这是桥接模式[Gamma95]。 依赖注入框架(详见第 5 条)可以被看作是强大的服务提供者。 从 Java 6 开始,平台包含一个通用的服务提供者框架 `java.util.ServiceLoader`,所以你不需要,一般也不应该自己编写(条目 59)。 JDBC 不使用 `ServiceLoader`,因为前者早于后者。
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**只提供静态工厂方法的主要限制是,没有公共或受保护构造方法的类不能被子类化。** 例如,在 `Collections` 框架中不可能将任何方便实现类子类化。可以说,这可能是因祸得福,因为它鼓励程序员使用组合而不是继承 (条目 18),并且是不可变类型 (条目 17)。
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**只提供静态工厂方法的主要限制是,没有公共或受保护构造方法的类不能被子类化。** 例如,在 `Collections` 框架中不可能将任何方便实现类子类化。可以说,这可能是因祸得福,因为它鼓励程序员使用组合而不是继承(详见第 18 条),并且是不可变类型(详见第 17 条)。
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**静态工厂方法的第二个缺点是,程序员很难找到它们。** 它们不像构造方法那样在 API 文档中突出,因此很难找出如何实例化一个提供静态工厂方法而不是构造方法的类。Javadoc 工具可能有一天会引起对静态工厂方法的注意。与此同时,可以通过将注意力吸引到类或接口文档中的静态工厂以及遵守通用的命名约定来减少这个问题。下面是一些静态工厂方法的常用名称。以下清单并非完整:
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- from——A 类型转换方法,它接受单个参数并返回此类型的相应实例,例如:**Date d = Date.from(instant)**;
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- of——一个聚合方法,接受多个参数并返回该类型的实例,并把他们合并在一起,例如:**Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING)**;
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- of——一个聚合方法,接受多个参数并返回该类型的实例,并把他们合并在一起,例如:**Set\<Rank\> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING)**;
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- valueOf——from 和 to 更为详细的替代 方式,例如:**BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE)**;
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- instance 或 getinstance——返回一个由其参数 (如果有的话) 描述的实例,但不能说它具有相同的值,例如:**StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options)**;
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- create 或 newInstance——与 instance 或 getInstance 类似,除了该方法保证每个调用返回一个新的实例,例如:**Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen)**;
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- getType——与 getInstance 类似,但是如果在工厂方法中不同的类中使用。**Type** 是工厂方法返回的对象类型,例如:**FileStore fs = Files.getFileStore(path)**;
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- newType——与 newInstance 类似,但是如果在工厂方法中不同的类中使用。Type 是工厂方法返回的对象类型,例如:**BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path)**;
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- type—— getType 和 newType 简洁的替代方式,例如:**List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany)**;
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- type—— getType 和 newType 简洁的替代方式,例如:**List\<Complaint\> litany = Collections.list(legacyLitany)**;
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总之,静态工厂方法和公共构造方法都有它们的用途,并且了解它们的相对优点是值得的。通常,静态工厂更可取,因此避免在没有考虑静态工厂的情况下提供公共构造方法。
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@ -94,11 +94,11 @@ cocaCola.setSodium(35);
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cocaCola.setCarbohydrate(27);
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```
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不幸的是,JavaBeans 模式本身有严重的缺陷。由于构造方法在多次调用中被分割,所以在构造过程中 JavaBean 可能处于不一致的状态。该类没有通过检查构造参数参数的有效性来执行一致性的选项。在不一致的状态下尝试使用对象可能会导致与包含 bug 的代码大相径庭的错误,因此很难调试。一个相关的缺点是,JavaBeans 模式排除了让类不可变的可能性(条目 17),并且需要在程序员的部分增加工作以确保线程安全。
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不幸的是,JavaBeans 模式本身有严重的缺陷。由于构造方法在多次调用中被分割,所以在构造过程中 JavaBean 可能处于不一致的状态。该类没有通过检查构造参数参数的有效性来执行一致性的选项。在不一致的状态下尝试使用对象可能会导致与包含 bug 的代码大相径庭的错误,因此很难调试。一个相关的缺点是,JavaBeans 模式排除了让类不可变的可能性(详见第 17 条),并且需要在程序员的部分增加工作以确保线程安全。
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通过在对象构建完成时手动「冻结」对象,并且不允许它在解冻之前使用,可以减少这些缺点,但是这种变体在实践中很难使用并且很少使用。 而且,在运行时会导致错误,因为编译器无法确保程序员在使用对象之前调用 `freeze` 方法。
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幸运的是,还有第三种选择,它结合了可伸缩构造方法模式的安全性和 JavaBean 模式的可读性。 它是 Builder 模式[Gamma95] 的一种形式。客户端不直接调用所需的对象,而是调用构造方法 (或静态工厂),并使用所有必需的参数,并获得一个 builder 对象。然后,客户端调用 builder 对象的 `setter` 相似方法来设置每个可选参数。最后,客户端调用一个无参的 `build` 方法来生成对象,该对象通常是不可变的。Builder 通常是它所构建的类的一个静态成员类 (条目 24)。以下是它在实践中的示例:
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幸运的是,还有第三种选择,它结合了可伸缩构造方法模式的安全性和 JavaBean 模式的可读性。 它是 Builder 模式[Gamma95] 的一种形式。客户端不直接调用所需的对象,而是调用构造方法 (或静态工厂),并使用所有必需的参数,并获得一个 builder 对象。然后,客户端调用 builder 对象的 `setter` 相似方法来设置每个可选参数。最后,客户端调用一个无参的 `build` 方法来生成对象,该对象通常是不可变的。Builder 通常是它所构建的类的一个静态成员类(详见第 24 条)。以下是它在实践中的示例:
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```java
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// Builder Pattern
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@ -172,7 +172,7 @@ NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
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这个客户端代码很容易编写,更重要的是易于阅读。 Builder 模式模拟 Python 和 Scala 中的命名可选参数。
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为了简洁起见,省略了有效性检查。 要尽快检测无效参数,检查 builder 的构造方法和方法中的参数有效性。 在 `build` 方法调用的构造方法中检查包含多个参数的不变性。为了确保这些不变性不受攻击,在从 builder 复制参数后对对象属性进行检查(条目 50)。 如果检查失败,则抛出 `IllegalArgumentException` 异常(条目 72),其详细消息指示哪些参数无效(条目 75)。
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为了简洁起见,省略了有效性检查。 要尽快检测无效参数,检查 builder 的构造方法和方法中的参数有效性。 在 `build` 方法调用的构造方法中检查包含多个参数的不变性。为了确保这些不变性不受攻击,在从 builder 复制参数后对对象属性进行检查(详见第 50 条)。 如果检查失败,则抛出 `IllegalArgumentException` 异常(详见第 72 条),其详细消息指示哪些参数无效(详见第 75 条)。
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Builder 模式非常适合类层次结构。 使用平行层次的 builder,每个嵌套在相应的类中。 抽象类有抽象的 builder;具体的类有具体的 builder。 例如,考虑代表各种比萨饼的根层次结构的抽象类:
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@ -207,7 +207,7 @@ public abstract class Pizza {
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}
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```
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请注意,`Pizza.Builder` 是一个带有递归类型参数( recursive type parameter)(条目 30)的泛型类型。 这与抽象的 `self` 方法一起,允许方法链在子类中正常工作,而不需要强制转换。 Java 缺乏自我类型的这种变通解决方法被称为模拟自我类型(simulated self-type)的习惯用法。
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请注意,`Pizza.Builder` 是一个带有递归类型参数( recursive type parameter)(详见第 30 条)的泛型类型。 这与抽象的 `self` 方法一起,允许方法链在子类中正常工作,而不需要强制转换。 Java 缺乏自我类型的这种变通解决方法被称为模拟自我类型(simulated self-type)的习惯用法。
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这里有两个具体的 `Pizza` 的子类,其中一个代表标准的纽约风格的披萨,另一个是半圆形烤乳酪馅饼。前者有一个所需的尺寸参数,而后者则允许指定酱汁是否应该在里面或在外面:
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@ -14,7 +14,7 @@ public class Elvis {
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}
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```
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私有构造方法只调用一次,来初始化公共静态 final `Elvis.INSTANCE` 属性。缺少一个公共的或受保护的构造方法,保证了全局的唯一性:一旦 Elvis 类被初始化,一个 Elvis 的实例就会存在——不多也不少。客户端所做的任何事情都不能改变这一点,但需要注意的是:特权客户端可以使用 `AccessibleObject.setAccessible` 方法,以反射方式调用私有构造方法 (条目 65)。如果需要防御此攻击,请修改构造函数,使其在请求创建第二个实例时抛出异常。
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私有构造方法只调用一次,来初始化公共静态 final `Elvis.INSTANCE` 属性。缺少一个公共的或受保护的构造方法,保证了全局的唯一性:一旦 Elvis 类被初始化,一个 Elvis 的实例就会存在——不多也不少。客户端所做的任何事情都不能改变这一点,但需要注意的是:特权客户端可以使用 `AccessibleObject.setAccessible` 方法,以反射方式调用私有构造方法(详见第 65 条)。如果需要防御此攻击,请修改构造函数,使其在请求创建第二个实例时抛出异常。
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在第二个实现单例的方法中,公共成员是一个静态的工厂方法:
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@ -33,9 +33,9 @@ public class Elvis {
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公共属性方法的主要优点是 API 明确表示该类是一个单例:公共静态属性是 final 的,所以它总是包含相同的对象引用。 第二个好处是它更简单。
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静态工厂方法的一个优点是,它可以灵活地改变你的想法,无论该类是否为单例而不必更改其 API。 工厂方法返回唯一的实例,但是可以修改,比如,返回调用它的每个线程的单独实例。 第二个好处是,如果你的应用程序需要它,可以编写一个泛型单例工厂(generic singleton factory )(条目 30)。 使用静态工厂的最后一个优点是方法引用可以用 `supplier`,例如 `Elvis::instance` 等同于 `Supplier<Elvis>`。 除非与这些优点相关的,否则公共属性方法是可取的。
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静态工厂方法的一个优点是,它可以灵活地改变你的想法,无论该类是否为单例而不必更改其 API。 工厂方法返回唯一的实例,但是可以修改,比如,返回调用它的每个线程的单独实例。 第二个好处是,如果你的应用程序需要它,可以编写一个泛型单例工厂(generic singleton factory )(详见第30 条)。 使用静态工厂的最后一个优点是方法引用可以用 `supplier`,例如 `Elvis::instance` 等同于 `Supplier<Elvis>`。 除非与这些优点相关的,否则公共属性方法是可取的。
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创建一个使用这两种方法的单例类 (第 12 章),仅仅将 `implements Serializable` 添加到声明中是不够的。为了维护单例的保证,声明所有的实例属性为 `transient`,并提供一个 `readResolve` 方法 (条目 89)。否则,每当序列化实例被反序列化时,就会创建一个新的实例,在我们的例子中,导致出现新的 Elvis 实例。为了防止这种情况发生,将这个 `readResolve` 方法添加到 Elvis 类:
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创建一个使用这两种方法的单例类(第 12 章),仅仅将 `implements Serializable` 添加到声明中是不够的。为了维护单例的保证,声明所有的实例属性为 `transient`,并提供一个 `readResolve` 方法(详见第 89条)。否则,每当序列化实例被反序列化时,就会创建一个新的实例,在我们的例子中,导致出现新的 Elvis 实例。为了防止这种情况发生,将这个 `readResolve` 方法添加到 Elvis 类:
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```java
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// readResolve method to preserve singleton property
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@ -5,7 +5,7 @@
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这样的实用类(utility classes)不是设计用来被实例化的:一个实例是没有意义的。然而,在没有显式构造方法的情况下,编译器提供了一个公共的、无参的默认构造方法。对于用户来说,该构造方法与其他构造方法没有什么区别。在已发布的 API 中经常看到无意识的被实例的类。
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**试图通过创建抽象类来强制执行非实例化是行不通的。** 该类可以被子类化,子类可以被实例化。此外,它误导用户认为该类是为继承而设计的(条目 19)。不过,有一个简单的方法来确保非实例化。只有当类不包含显式构造方法时,才会生成一个默认构造方法,**因此可以通过包含一个私有构造方法来实现类的非实例化:**
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**试图通过创建抽象类来强制执行非实例化是行不通的。** 该类可以被子类化,子类可以被实例化。此外,它误导用户认为该类是为继承而设计的(详见第 19 条)。不过,有一个简单的方法来确保非实例化。只有当类不包含显式构造方法时,才会生成一个默认构造方法,**因此可以通过包含一个私有构造方法来实现类的非实例化:**
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```java
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// Noninstantiable utility class
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@ -1,7 +1,7 @@
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# 05. 依赖注入优于硬连接资源(hardwiring resources)
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许多类依赖于一个或多个底层资源。例如,拼写检查器依赖于字典。将此类类实现为静态实用工具类并不少见 (条目 4):
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许多类依赖于一个或多个底层资源。例如,拼写检查器依赖于字典。将此类类实现为静态实用工具类并不少见 (详见第 4 条):
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```java
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// Inappropriate use of static utility - inflexible & untestable!
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@ -15,7 +15,7 @@ public class SpellChecker {
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}
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```
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同样地,将它们实现为单例也并不少见(条目 3):
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同样地,将它们实现为单例也并不少见(详见第 3 条):
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```java
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@ -51,9 +51,9 @@ public class SpellChecker {
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public List<String> suggestions(String typo) { ... }
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}
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```
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依赖注入模式非常简单,许多程序员使用它多年而不知道它有一个名字。 虽然我们的拼写检查器的例子只有一个资源(字典),但是依赖项注入可以使用任意数量的资源和任意依赖图。 它保持了不变性(条目 17),因此多个客户端可以共享依赖对象(假设客户需要相同的底层资源)。 依赖注入同样适用于构造方法,静态工厂(条目 1)和 builder 模式(条目 2)。
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依赖注入模式非常简单,许多程序员使用它多年而不知道它有一个名字。 虽然我们的拼写检查器的例子只有一个资源(字典),但是依赖项注入可以使用任意数量的资源和任意依赖图。 它保持了不变性(详见第 17 条),因此多个客户端可以共享依赖对象(假设客户需要相同的底层资源)。 依赖注入同样适用于构造方法,静态工厂(详见第 1 条)和 builder 模式(详见第 2 条)。
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该模式的一个有用的变体是将资源工厂传递给构造方法。 工厂是可以重复调用以创建类型实例的对象。 这种工厂体现了工厂方法模式(Factory Method pattern)[Gamma95]。 Java 8 中引入的 `Supplier<T>` 接口非常适合代表工厂。 在输入上采用 `Supplier<T>` 的方法通常应该使用有界的通配符类型(bounded wildcard type)(条目 31)约束工厂的类型参数,以允许客户端传入工厂,创建指定类型的任何子类型。 例如,下面是一个使用客户端提供的工厂生成 tile 的方法:
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该模式的一个有用的变体是将资源工厂传递给构造方法。 工厂是可以重复调用以创建类型实例的对象。 这种工厂体现了工厂方法模式(Factory Method pattern)[Gamma95]。 Java 8 中引入的 `Supplier<T>` 接口非常适合代表工厂。 在输入上采用 `Supplier<T>` 的方法通常应该使用有界的通配符类型(bounded wildcard type)(详见第 31 条)约束工厂的类型参数,以允许客户端传入工厂,创建指定类型的任何子类型。 例如,下面是一个使用客户端提供的工厂生成 tile 的方法:
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```java
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Mosaic create(Supplier<? extends Tile> tileFactory) { ... }
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@ -1,7 +1,7 @@
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# 6. 避免创建不必要的对象
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在每次需要时重用一个对象而不是创建一个新的相同功能对象通常是恰当的。重用可以更快更流行。如果对象是不可变的(条目 17),它总是可以被重用。
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在每次需要时重用一个对象而不是创建一个新的相同功能对象通常是恰当的。重用可以更快更流行。如果对象是不可变的(详见第 17 条),它总是可以被重用。
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作为一个不应该这样做的极端例子,请考虑以下语句:
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@ -50,13 +50,13 @@ public class RomanNumerals {
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如果经常调用,`isRomanNumeral` 的改进版本的性能会显著提升。 在我的机器上,原始版本在输入 8 个字符的字符串上需要 1.1 微秒,而改进的版本则需要 0.17 微秒,速度提高了 6.5 倍。 性能上不仅有所改善,而且更明确清晰了。 为不可见的 Pattern 实例创建静态 final 修饰的属性,并允许给它一个名字,这个名字比正则表达式本身更具可读性。
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如果包含 `isRomanNumeral` 方法的改进版本的类被初始化,但该方法从未被调用,则 ROMAN 属性则没必要初始化。 在第一次调用 `isRomanNumeral` 方法时,可以通过延迟初始化( lazily initializing)属性(条目 83)来排除初始化,但一般不建议这样做。 延迟初始化常常会导致实现复杂化,而性能没有可衡量的改进(条目 67)。
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如果包含 `isRomanNumeral` 方法的改进版本的类被初始化,但该方法从未被调用,则 ROMAN 属性则没必要初始化。 在第一次调用 `isRomanNumeral` 方法时,可以通过延迟初始化( lazily initializing)属性(详见第 83 条)来排除初始化,但一般不建议这样做。 延迟初始化常常会导致实现复杂化,而性能没有可衡量的改进(详见第 67 条)。
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当一个对象是不可变的时,很明显它可以被安全地重用,但是在其他情况下,它远没有那么明显,甚至是违反直觉的。考虑适配器(adapters)的情况[Gamma95],也称为视图(views)。一个适配器是一个对象,它委托一个支持对象(backing object),提供一个可替代的接口。由于适配器没有超出其支持对象的状态,因此不需要为给定对象创建多个给定适配器的实例。
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例如,Map 接口的 `keySet` 方法返回 Map 对象的 Set 视图,包含 Map 中的所有 key。 天真地说,似乎每次调用 `keySet` 都必须创建一个新的 Set 实例,但是对给定 Map 对象的 `keySet` 的每次调用都返回相同的 Set 实例。 尽管返回的 Set 实例通常是可变的,但是所有返回的对象在功能上都是相同的:当其中一个返回的对象发生变化时,所有其他对象也都变化,因为它们全部由相同的 Map 实例支持。 虽然创建 `keySet` 视图对象的多个实例基本上是无害的,但这是没有必要的,也没有任何好处。
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另一种创建不必要的对象的方法是自动装箱(autoboxing),它允许程序员混用基本类型和包装的基本类型,根据需要自动装箱和拆箱。 自动装箱模糊不清,但不会消除基本类型和装箱基本类型之间的区别。 有微妙的语义区别和不那么细微的性能差异(条目 61)。 考虑下面的方法,它计算所有正整数的总和。 要做到这一点,程序必须使用 `long` 类型,因为 `int` 类型不足以保存所有正整数的总和:
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另一种创建不必要的对象的方法是自动装箱(autoboxing),它允许程序员混用基本类型和包装的基本类型,根据需要自动装箱和拆箱。 自动装箱模糊不清,但不会消除基本类型和装箱基本类型之间的区别。 有微妙的语义区别和不那么细微的性能差异(详见第 61 条)。 考虑下面的方法,它计算所有正整数的总和。 要做到这一点,程序必须使用 `long` 类型,因为 `int` 类型不足以保存所有正整数的总和:
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```java
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// Hideously slow! Can you spot the object creation?
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@ -2,7 +2,7 @@
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Finalizer 机制是不可预知的,往往是危险的,而且通常是不必要的。 它们的使用会导致不稳定的行为,糟糕的性能和移植性问题。 Finalizer 机制有一些特殊的用途,我们稍后会在这个条目中介绍,但是通常应该避免它们。 从 Java 9 开始,Finalizer 机制已被弃用,但仍被 Java 类库所使用。 Java 9 中 Cleaner 机制代替了 Finalizer 机制。 Cleaner 机制不如 Finalizer 机制那样危险,但仍然是不可预测,运行缓慢并且通常是不必要的。
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提醒 C++程序员不要把 Java 中的 Finalizer 或 Cleaner 机制当成的 C ++析构函数的等价物。 在 C++中,析构函数是回收对象相关资源的正常方式,是与构造方法相对应的。 在 Java 中,当一个对象变得不可达时,垃圾收集器回收与对象相关联的存储空间,不需要开发人员做额外的工作。 C ++析构函数也被用来回收其他非内存资源。 在 Java 中,try-with-resources 或 try-finally 块用于此目的(条目 9)。
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提醒 C++程序员不要把 Java 中的 Finalizer 或 Cleaner 机制当成的 C++ 析构函数的等价物。 在 C++ 中,析构函数是回收对象相关资源的正常方式,是与构造方法相对应的。 在 Java 中,当一个对象变得不可达时,垃圾收集器回收与对象相关联的存储空间,不需要开发人员做额外的工作。 C++ 析构函数也被用来回收其他非内存资源。 在 Java 中,try-with-resources 或 try-finally 块用于此目的(条目 9)。
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Finalizer 和 Cleaner 机制的一个缺点是不能保证他们能够及时执行[JLS,12.6]。 在一个对象变得无法访问时,到 Finalizer 和 Cleaner 机制开始运行时,这期间的时间是任意长的。 这意味着你永远不应该 Finalizer 和 Cleaner 机制做任何时间敏感(time-critical)的事情。 例如,依赖于 Finalizer 和 Cleaner 机制来关闭文件是严重的错误,因为打开的文件描述符是有限的资源。 如果由于系统迟迟没有运行 Finalizer 和 Cleaner 机制而导致许多文件被打开,程序可能会失败,因为它不能再打开文件了。
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@ -16,11 +16,11 @@
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Finalizer 机制的另一个问题是在执行 Finalizer 机制过程中,未捕获的异常会被忽略,并且该对象的 Finalizer 机制也会终止 [JLS, 12.6]。未捕获的异常会使其他对象陷入一种损坏的状态(corrupt state)。如果另一个线程试图使用这样一个损坏的对象,可能会导致任意不确定的行为。通常情况下,未捕获的异常将终止线程并打印堆栈跟踪( stacktrace),但如果发生在 Finalizer 机制中,则不会发出警告。Cleaner 机制没有这个问题,因为使用 Cleaner 机制的类库可以控制其线程。
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使用 finalizer 和 cleaner 机制会导致严重的性能损失。 在我的机器上,创建一个简单的 `AutoCloseable` 对象,使用 try-with-resources 关闭它,并让垃圾回收器回收它的时间大约是 12 纳秒。 使用 finalizer 机制,而时间增加到 550 纳秒。 换句话说,使用 finalizer 机制创建和销毁对象的速度要慢 50 倍。 这主要是因为 finalizer 机制会阻碍有效的垃圾收集。 如果使用它们来清理类的所有实例 (在我的机器上的每个实例大约是 500 纳秒),那么 cleaner 机制的速度与 finalizer 机制的速度相当,但是如果仅将它们用作安全网( safety net),则 cleaner 机制要快得多,如下所述。 在这种环境下,创建,清理和销毁一个对象在我的机器上需要大约 66 纳秒,这意味着如果你不使用安全网的话,需要支付 5 倍 (而不是 50 倍) 的保险。
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使用 finalizer 和 cleaner 机制会导致严重的性能损失。 在我的机器上,创建一个简单的 `AutoCloseable` 对象,使用 try-with-resources 关闭它,并让垃圾回收器回收它的时间大约是 12 纳秒。 使用 finalizer 机制,而时间增加到 550 纳秒。 换句话说,使用 finalizer 机制创建和销毁对象的速度要慢 50 倍。 这主要是因为 finalizer 机制会阻碍有效的垃圾收集。 如果使用它们来清理类的所有实例(在我的机器上的每个实例大约是 500 纳秒),那么 cleaner 机制的速度与 finalizer 机制的速度相当,但是如果仅将它们用作安全网(safety net),则 cleaner 机制要快得多,如下所述。 在这种环境下,创建,清理和销毁一个对象在我的机器上需要大约 66 纳秒,这意味着如果你不使用安全网的话,需要支付 5 倍(而不是 50 倍)的保险。
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finalizer 机制有一个严重的安全问题:它们会打开你的类来进行 finalizer 机制攻击。finalizer 机制攻击的想法很简单:如果一个异常是从构造方法或它的序列化中抛出的——`readObject` 和 `readResolve` 方法 (第 12 章)——恶意子类的 finalizer 机制可以运行在本应该“中途夭折(died on the vine)”的部分构造对象上。finalizer 机制可以在静态字属性记录对对象的引用,防止其被垃圾收集。一旦记录了有缺陷的对象,就可以简单地调用该对象上的任意方法,而这些方法本来就不应该允许存在。从构造方法中抛出异常应该足以防止对象出现;而在 finalizer 机制存在下,则不是。这样的攻击会带来可怕的后果。Final 类不受 finalizer 机制攻击的影响,因为没有人可以编写一个 final 类的恶意子类。为了保护非 final 类不受 finalizer 机制攻击,编写一个 final 的 `finalize` 方法,它什么都不做。
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finalizer 机制有一个严重的安全问题:它们会打开你的类来进行 finalizer 机制攻击。finalizer 机制攻击的想法很简单:如果一个异常是从构造方法或它的序列化中抛出的——`readObject` 和 `readResolve` 方法 (第 12 章)——恶意子类的 finalizer 机制可以运行在本应该「中途夭折(died on the vine)」的部分构造对象上。finalizer 机制可以在静态字属性记录对对象的引用,防止其被垃圾收集。一旦记录了有缺陷的对象,就可以简单地调用该对象上的任意方法,而这些方法本来就不应该允许存在。从构造方法中抛出异常应该足以防止对象出现;而在 finalizer 机制存在下,则不是。这样的攻击会带来可怕的后果。Final 类不受 finalizer 机制攻击的影响,因为没有人可以编写一个 final 类的恶意子类。为了保护非 final 类不受 finalizer 机制攻击,编写一个 final 的 `finalize` 方法,它什么都不做。
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那么,你应该怎样做呢?为对象封装需要结束的资源 (如文件或线程),而不是为该类编写 Finalizer 和 Cleaner 机制?让你的类实现 `AutoCloseable` 接口即可,并要求客户在在不再需要时调用每个实例 close 方法,通常使用 try-with-resources 确保终止,即使面对有异常抛出情况(条目 9)。一个值得一提的细节是实例必须跟踪是否已经关闭:close 方法必须记录在对象里不再有效的属性,其他方法必须检查该属性,如果在对象关闭后调用它们,则抛出 IllegalStateException 异常。
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那么,你应该怎样做呢?为对象封装需要结束的资源(如文件或线程),而不是为该类编写 Finalizer 和 Cleaner 机制?让你的类实现 `AutoCloseable` 接口即可,并要求客户在在不再需要时调用每个实例 close 方法,通常使用 try-with-resources 确保终止,即使面对有异常抛出情况(详见第 9 条)。一个值得一提的细节是实例必须跟踪是否已经关闭:close 方法必须记录在对象里不再有效的属性,其他方法必须检查该属性,如果在对象关闭后调用它们,则抛出 `IllegalStateException` 异常。
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那么,Finalizer 和 Cleaner 机制有什么好处呢?它们可能有两个合法用途。一个是作为一个安全网(safety net),以防资源的拥有者忽略了它的 `close` 方法。虽然不能保证 Finalizer 和 Cleaner 机制会迅速运行 (或者根本就没有运行),最好是把资源释放晚点出来,也要好过客户端没有这样做。如果你正在考虑编写这样的安全网 Finalizer 机制,请仔细考虑一下这样保护是否值得付出对应的代价。一些 Java 库类,如 `FileInputStream`、`FileOutputStream`、`ThreadPoolExecutor` 和 `java.sql.Connection`,都有作为安全网的 Finalizer 机制。
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@ -68,7 +68,7 @@ public class Room implements AutoCloseable {
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```
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静态内部 `State` 类拥有 Cleaner 机制清理房间所需的资源。 在这里,它仅仅包含 `numJunkPiles` 属性,它代表混乱房间的数量。 更实际地说,它可能是一个 final 修饰的 `long` 类型的指向本地对等类的指针。 `State` 类实现了 `Runnable` 接口,其 `run` 方法最多只能调用一次,只能被我们在 Room 构造方法中用 `Cleaner` 机制注册 `State` 实例时得到的 `Cleanable` 调用。 对 `run` 方法的调用通过以下两种方法触发:通常,通过调用 `Room` 的 `close` 方法内调用 `Cleanable` 的 `clean` 方法来触发。 如果在 `Room` 实例有资格进行垃圾回收的时候客户端没有调用 `close` 方法,那么 `Cleaner` 机制将(希望)调用 `State` 的 `run` 方法。
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一个 `State` 实例不引用它的 `Room` 实例是非常重要的。如果它引用了,则创建了一个循环,阻止了 `Room` 实例成为垃圾收集的资格 (以及自动清除)。因此,`State` 必须是静态的嵌内部类,因为非静态内部类包含对其宿主类的实例的引用 (条目 24)。同样,使用 lambda 表达式也是不明智的,因为它们很容易获取对宿主类对象的引用。
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一个 `State` 实例不引用它的 `Room` 实例是非常重要的。如果它引用了,则创建了一个循环,阻止了 `Room` 实例成为垃圾收集的资格(以及自动清除)。因此,`State` 必须是静态的嵌内部类,因为非静态内部类包含对其宿主类的实例的引用(详见第 24 条)。同样,使用 lambda 表达式也是不明智的,因为它们很容易获取对宿主类对象的引用。
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就像我们之前说的,`Room` 的 Cleaner 机制仅仅被用作一个安全网。如果客户将所有 `Room` 的实例放在 try-with-resource 块中,则永远不需要自动清理。行为良好的客户端如下所示:
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@ -1,6 +1,6 @@
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# 9. 使用 try-with-resources 语句替代 try-finally 语句
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Java 类库中包含许多必须通过调用 `close` 方法手动关闭的资源。 比如 `InputStream`,`OutputStream` 和 `java.sql.Connection`。 客户经常忽视关闭资源,其性能结果可想而知。 尽管这些资源中有很多使用 finalizer 机制作为安全网,但 finalizer 机制却不能很好地工作(条目 8)。
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Java 类库中包含许多必须通过调用 `close` 方法手动关闭的资源。 比如 `InputStream`,`OutputStream` 和 `java.sql.Connection`。 客户经常忽视关闭资源,其性能结果可想而知。 尽管这些资源中有很多使用 finalizer 机制作为安全网,但 finalizer 机制却不能很好地工作(详见第 8 条)。
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从以往来看,try-finally 语句是保证资源正确关闭的最佳方式,即使是在程序抛出异常或返回的情况下:
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@ -1,14 +1,14 @@
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# 10. 重写 equals 方法时遵守通用约定
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虽然 `Object` 是一个具体的类,但它主要是为继承而设计的。它的所有非 final 方法 (equals、hashCode、toString、clone 和 finalize) 都有清晰的通用约定( general contracts),因为它们被设计为被子类重写。任何类都有义务重写这些方法,以遵从他们的通用约定;如果不这样做,将会阻止其他依赖于约定的类 (例如 HashMap 和 HashSet) 与此类一起正常工作。
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虽然 `Object` 是一个具体的类,但它主要是为继承而设计的。它的所有非 final 方法(equals、hashCode、toString、clone 和 finalize)都有清晰的通用约定( general contracts),因为它们被设计为被子类重写。任何类都有义务重写这些方法,以遵从他们的通用约定;如果不这样做,将会阻止其他依赖于约定的类 (例如 HashMap 和 HashSet) 与此类一起正常工作。
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本章论述何时以及如何重写 `Object` 类的非 final 的方法。这一章省略了 finalize 方法,因为它在条目 8 中进行了讨论。`Comparable.compareTo` 方法虽然不是 `Object` 中的方法,因为具有很多的相似性,所以也在这里讨论。
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重写 equals 方法看起来很简单,但是有很多方式会导致重写出错,其结果可能是可怕的。避免此问题的最简单方法是不覆盖 equals 方法,在这种情况下,类的每个实例只与自身相等。如果满足以下任一下条件,则说明是正确的做法:
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- 每个类的实例都是固有唯一的。 对于像 Thread 这样代表活动实体而不是值的类来说,这是正确的。 Object 提供的 equals 实现对这些类完全是正确的行为。
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- 类不需要提供一个“逻辑相等(logical equality)”的测试功能。例如 `java.util.regex.Pattern` 可以重写 equals 方法检查两个是否代表完全相同的正则表达式 Pattern 实例,但是设计者并不认为客户需要或希望使用此功能。在这种情况下,从 Object 继承的 equals 实现是最合适的。
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- 类不需要提供一个「逻辑相等(logical equality)」的测试功能。例如 `java.util.regex.Pattern` 可以重写 equals 方法检查两个是否代表完全相同的正则表达式 Pattern 实例,但是设计者并不认为客户需要或希望使用此功能。在这种情况下,从 Object 继承的 equals 实现是最合适的。
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- 父类已经重写了 equals 方法,则父类行为完全适合于该子类。例如,大多数 Set 从 AbstractSet 继承了 equals 实现、List 从 AbstractList 继承了 equals 实现,Map 从 AbstractMap 的 Map 继承了 equals 实现。
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- 类是私有的或包级私有的,可以确定它的 equals 方法永远不会被调用。如果你非常厌恶风险,可以重写 equals 方法,以确保不会被意外调用:
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@ -19,9 +19,9 @@ public boolean equals(Object o) {
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}
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```
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什么时候需要重写 equals 方法呢?如果一个类包含一个逻辑相等( logical equality)的概念,此概念有别于对象标识(object identity),而且父类还没有重写过 equals 方法。这通常用在值类( value classes)的情况。值类只是一个表示值的类,例如 Integer 或 String 类。程序员使用 equals 方法比较值对象的引用,期望发现它们在逻辑上是否相等,而不是引用相同的对象。重写 equals 方法不仅可以满足程序员的期望,它还支持重写过 equals 的实例作为 Map 的键(key),或者 Set 里的元素,以满足预期和期望的行为。
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什么时候需要重写 equals 方法呢?如果一个类包含一个逻辑相等(logical equality)的概念,此概念有别于对象标识(object identity),而且父类还没有重写过 equals 方法。这通常用在值类(value classes)的情况。值类只是一个表示值的类,例如 Integer 或 String 类。程序员使用 equals 方法比较值对象的引用,期望发现它们在逻辑上是否相等,而不是引用相同的对象。重写 equals 方法不仅可以满足程序员的期望,它还支持重写过 equals 的实例作为 Map 的键(key),或者 Set 里的元素,以满足预期和期望的行为。
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一种不需要 equals 方法重写的值类是使用实例控制(instance control)(条目 1)的类,以确保每个值至多存在一个对象。 枚举类型(条目 34)属于这个类别。 对于这些类,逻辑相等与对象标识是一样的,所以 Object 的 equals 方法作用逻辑 equals 方法。
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一种不需要 equals 方法重写的值类是使用实例控制(instance control)(详见第 1 条)的类,以确保每个值至多存在一个对象。 枚举类型(详见第 34 条)属于这个类别。 对于这些类,逻辑相等与对象标识是一样的,所以 Object 的 equals 方法作用逻辑 equals 方法。
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当你重写 equals 方法时,必须遵守它的通用约定。Object 的规范如下:
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equals 方法实现了一个等价关系(equivalence relation)。它有以下这些属性:
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@ -32,7 +32,7 @@ equals 方法实现了一个等价关系(equivalence relation)。它有以
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- **一致性:** 对于任何非空引用 x 和 y,如果在 equals 比较中使用的信息没有修改,则 `x.equals(y)` 的多次调用必须始终返回 true 或始终返回 false。
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- 对于任何非空引用 x,`x.equals(null)` 必须返回 false。
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除非你喜欢数学,否则这看起来有点吓人,但不要忽略它!如果一旦违反了它,很可能会发现你的程序运行异常或崩溃,并且很难确定失败的根源。套用约翰·多恩 (John Donne) 的说法,没有哪个类是孤立存在的。一个类的实例常常被传递给另一个类的实例。许多类,包括所有的集合类,都依赖于传递给它们遵守 equals 约定的对象。
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除非你喜欢数学,否则这看起来有点吓人,但不要忽略它!如果一旦违反了它,很可能会发现你的程序运行异常或崩溃,并且很难确定失败的根源。套用约翰·多恩(John Donne)的说法,没有哪个类是孤立存在的。一个类的实例常常被传递给另一个类的实例。许多类,包括所有的集合类,都依赖于传递给它们遵守 equals 约定的对象。
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既然已经意识到违反 equals 约定的危险,让我们详细地讨论一下这个约定。好消息是,表面上看,这并不是很复杂。一旦你理解了,就不难遵守这一约定。
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@ -94,8 +94,8 @@ public boolean equals(Object o) {
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((CaseInsensitiveString) o).s.equalsIgnoreCase(s);
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}
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```
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**传递性(Transitivity)**——equals 约定的第三个要求是,如果第一个对象等于第二个对象,第二个对象等于第三个对象,那么第一个对象必须等于第三个对象。同样,也不难想象,无意中违反了这一要求。考虑子类的情况, 将新值组件( value component)添加到其父类中。换句话说,子类添加了一个信息,它影响了 equals 方法比较。让我们从一个简单不可变的二维整数类型 Point 类开始:
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**传递性(Transitivity)**—— equals 约定的第三个要求是,如果第一个对象等于第二个对象,第二个对象等于第三个对象,那么第一个对象必须等于第三个对象。同样,也不难想象,无意中违反了这一要求。考虑子类的情况, 将新值组件(value component)添加到其父类中。换句话说,子类添加了一个信息,它影响了 equals 方法比较。让我们从一个简单不可变的二维整数类型 Point 类开始:
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```java
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public class Point {
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private final int x;
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@ -133,7 +133,7 @@ public class ColorPoint extends Point {
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}
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```
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equals 方法应该是什么样子?如果完全忽略,则实现是从 Point 类上继承的,颜色信息在 equals 方法比较中被忽略。虽然这并不违反 equals 约定,但这显然是不可接受的。假设你写了一个 equals 方法,它只在它的参数是另一个具有相同位置和颜色的 ColorPoint 实例时返回 true:
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equals 方法应该是什么样子?如果完全忽略,则实现是从 Point 类上继承的,颜色信息在 equals 方法比较中被忽略。虽然这并不违反 equals 约定,但这显然是不可接受的。假设你写了一个 equals 方法,它只在它的参数是另一个具有相同位置和颜色的 ColorPoint 实例时返回 true:
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```java
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@ -147,14 +147,14 @@ public boolean equals(Object o) {
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```
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当你比较 Point 对象和 ColorPoint 对象时,可以会得到不同的结果,反之亦然。前者的比较忽略了颜色属性,而后者的比较会一直返回 false,因为参数的类型是错误的。为了让问题更加具体,我们创建一个 Point 对象和 ColorPoint 对象:
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```java
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Point p = new Point(1, 2);
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ColorPoint cp = new ColorPoint(1, 2, Color.RED);
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```
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p.equals(cp) 返回 true,但是 cp.equals(p) 返回 false。你可能想使用 ColorPoint.equals 通过混合比较的方式来解决这个问题。
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```java
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@Override
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public boolean equals(Object o) {
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@ -185,7 +185,7 @@ ColorPoint p3 = new ColorPoint(1, 2, Color.BLUE);
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那么解决方案是什么? 事实证明,这是面向对象语言中关于等价关系的一个基本问题。 除非您愿意放弃面向对象抽象的好处,否则无法继承可实例化的类,并在保留 equals 约定的同时添加一个值组件。
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你可能听说过,可以继承一个可实例化的类并添加一个值组件,同时通过在 equals 方法中使用一个 getClass 测试代替 instanceof 测试来保留 equals 约定:
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```java
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@Override
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public boolean equals(Object o) {
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@ -197,7 +197,7 @@ public boolean equals(Object o) {
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```
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只有当对象具有相同的实现类时,才会产生相同的效果。这看起来可能不是那么糟糕,但是结果是不可接受的:一个 Point 类子类的实例仍然是一个 Point 的实例,它仍然需要作为一个 Point 来运行,但是如果你采用这个方法,就会失败!假设我们要写一个方法来判断一个 Point 对象是否在 unitCircle 集合中。我们可以这样做:
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```java
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private static final Set<Point> unitCircle = Set.of(
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new Point( 1, 0), new Point( 0, 1),
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@ -209,7 +209,7 @@ public static boolean onUnitCircle(Point p) {
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```
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虽然这可能不是实现功能的最快方法,但它可以正常工作。假设以一种不添加值组件的简单方式继承 Point 类,比如让它的构造方法跟踪记录创建了多少实例:
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```java
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public class CounterPoint extends Point {
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private static final AtomicInteger counter =
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@ -226,10 +226,10 @@ public class CounterPoint extends Point {
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}
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```
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里氏替代原则( Liskov substitution principle)指出,任何类型的重要属性都应该适用于所有的子类型,因此任何为这种类型编写的方法都应该在其子类上同样适用[Liskov87]。 这是我们之前声明的一个正式陈述,即 Point 的子类(如 CounterPoint)仍然是一个 Point,必须作为一个 Point 类来看待。 但是,假设我们将一个 CounterPoint 对象传递给 onUnitCircle 方法。 如果 Point 类使用基于 getClass 的 equals 方法,则无论 CounterPoint 实例的 x 和 y 坐标如何,onUnitCircle 方法都将返回 false。 这是因为大多数集合(包括 onUnitCircle 方法使用的 HashSet)都使用 equals 方法来测试是否包含元素,并且 CounterPoint 实例并不等于任何 Point 实例。 但是,如果在 Point 上使用了适当的基于 `instanceof` 的 equals 方法,则在使用 CounterPoint 实例呈现时,同样的 onUnitCircle 方法可以正常工作。
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里氏替代原则(Liskov substitution principle)指出,任何类型的重要属性都应该适用于所有的子类型,因此任何为这种类型编写的方法都应该在其子类上同样适用[Liskov87]。 这是我们之前声明的一个正式陈述,即 Point 的子类(如 CounterPoint)仍然是一个 Point,必须作为一个 Point 类来看待。 但是,假设我们将一个 CounterPoint 对象传递给 onUnitCircle 方法。 如果 Point 类使用基于 getClass 的 equals 方法,则无论 CounterPoint 实例的 x 和 y 坐标如何,onUnitCircle 方法都将返回 false。 这是因为大多数集合(包括 onUnitCircle 方法使用的 HashSet)都使用 equals 方法来测试是否包含元素,并且 CounterPoint 实例并不等于任何 Point 实例。 但是,如果在 Point 上使用了适当的基于 `instanceof` 的 equals 方法,则在使用 CounterPoint 实例呈现时,同样的 onUnitCircle 方法可以正常工作。
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虽然没有令人满意的方法来继承一个可实例化的类并添加一个值组件,但是有一个很好的变通方法:按照条目 18 的建议,“优先使用组合而不是继承”。取代继承 Point 类的 ColorPoint 类,可以在 ColorPoint 类中定义一个私有 Point 属性,和一个公共的试图(view)(详见第 6 条)方法,用来返回具有相同位置的 ColorPoint 对象。
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虽然没有令人满意的方法来继承一个可实例化的类并添加一个值组件,但是有一个很好的变通方法:按照条目 18 的建议,“优先使用组合而不是继承”。取代继承 Point 类的 ColorPoint 类,可以在 ColorPoint 类中定义一个私有 Point 属性,和一个公共的试图(view)(条目 6)方法,用来返回具有相同位置的 ColorPoint 对象。
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```java
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// Adds a value component without violating the equals contract
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public class ColorPoint {
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@ -264,12 +264,12 @@ public class ColorPoint {
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你可以将值组件添加到抽象类的子类中,而不会违反 equals 约定。这对于通过遵循第 23 个条目中“优先考虑类层级(class hierarchies)来代替标记类(tagged classes)”中的建议而获得的类层级,是非常重要的。例如,可以有一个没有值组件的抽象类 Shape,子类 Circle 有一个 radius 属性,另一个子类 Rectangle 包含 length 和 width 属性 。 只要不直接创建父类实例,就不会出现前面所示的问题。
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**一致性(Consistent)**——equals 约定的第四个要求是,如果两个对象是相等的,除非一个(或两个)对象被修改了, 那么它们必须始终保持相等。 换句话说,可变对象可以在不同时期可以与不同的对象相等,而不可变对象则不会。 当你写一个类时,要认真思考它是否应该设计为不可变的(条目 17)。 如果你认为应该这样做,那么确保你的 equals 方法强制执行这样的限制:相等的对象永远相等,不相等的对象永远都不会相等。
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**一致性(Consistent)**——equals 约定的第四个要求是,如果两个对象是相等的,除非一个(或两个)对象被修改了, 那么它们必须始终保持相等。 换句话说,可变对象可以在不同时期可以与不同的对象相等,而不可变对象则不会。 当你写一个类时,要认真思考它是否应该设计为不可变的(详见第 17 条)。 如果你认为应该这样做,那么确保你的 equals 方法强制执行这样的限制:相等的对象永远相等,不相等的对象永远都不会相等。
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不管一个类是不是不可变的,都不要写一个依赖于不可靠资源的 equals 方法。 如果违反这一禁令,满足一致性要求是非常困难的。 例如,`java.net.URL` 类中的 equals 方法依赖于与 URL 关联的主机的 IP 地址的比较。 将主机名转换为 IP 地址可能需要访问网络,并且不能保证随着时间的推移会产生相同的结果。 这可能会导致 URL 类的 equals 方法违反 equals 约定,并在实践中造成问题。 URL 类的 equals 方法的行为是一个很大的错误,不应该被效仿。 不幸的是,由于兼容性的要求,它不能改变。 为了避免这种问题,equals 方法应该只对内存驻留对象执行确定性计算。
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**非空性(Non-nullity)**——最后 equals 约定的要求没有官方的名称,所以我冒昧地称之为“非空性”。意思是说说所有的对象都必须不等于 null。虽然很难想象在调用 `o.equals(null)` 的响应中意外地返回 true,但不难想象不小心抛出 `NullPointerException` 异常的情况。通用的约定禁止抛出这样的异常。许多类中的 equals 方法都会明确阻止对象为 null 的情况:
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```java
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@Override
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public boolean equals(Object o) {
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@ -289,7 +289,7 @@ public boolean equals(Object o) {
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MyType mt = (MyType) o;
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...
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}
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```
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```
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如果此类型检查漏掉,并且 equals 方法传递了错误类型的参数,那么 equals 方法将抛出 `ClassCastException` 异常,这违反了 equals 约定。 但是,如果第一个操作数为 null,则指定 instanceof 运算符返回 false,而不管第二个操作数中出现何种类型[JLS,15.20.2]。 因此,如果传入 null,类型检查将返回 false,因此不需要 明确的 null 检查。
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@ -298,20 +298,20 @@ public boolean equals(Object o) {
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1. 使用 == 运算符检查参数是否为该对象的引用。如果是,返回 true。这只是一种性能优化,但是如果这种比较可能很昂贵的话,那就值得去做。
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2. 使用 `instanceof` 运算符来检查参数是否具有正确的类型。 如果不是,则返回 false。 通常,正确的类型是 equals 方法所在的那个类。 有时候,改类实现了一些接口。 如果类实现了一个接口,该接口可以改进 equals 约定以允许实现接口的类进行比较,那么使用接口。 集合接口(如 Set,List,Map 和 Map.Entry)具有此特性。
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3. 参数转换为正确的类型。因为转换操作在 instanceof 中已经处理过,所以它肯定会成功。
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4. 对于类中的每个“重要”的属性,请检查该参数属性是否与该对象对应的属性相匹配。如果所有这些测试成功,返回 true,否则返回 false。如果步骤 2 中的类型是一个接口,那么必须通过接口方法访问参数的属性;如果类型是类,则可以直接访问属性,这取决于属性的访问权限。
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4. 对于类中的每个「重要」的属性,请检查该参数属性是否与该对象对应的属性相匹配。如果所有这些测试成功,返回 true,否则返回 false。如果步骤 2 中的类型是一个接口,那么必须通过接口方法访问参数的属性;如果类型是类,则可以直接访问属性,这取决于属性的访问权限。
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对于类型为非 float 或 double 的基本类型,使用 == 运算符进行比较;对于对象引用属性,递归地调用 equals 方法;对于 float 基本类型的属性,使用静态 `Float.compare(float, float)` 方法;对于 double 基本类型的属性,使用 `Double.compare(double, double)` 方法。由于存在 `Float.NaN`,`-0.0f` 和类似的 double 类型的值,所以需要对 float 和 double 属性进行特殊的处理;有关详细信息,请参阅 JLS 15.21.1 或 Float.equals 方法的详细文档。 虽然你可以使用静态方法 Float.equals 和 Double.equals 方法对 float 和 double 基本类型的属性进行比较,这会导致每次比较时发生自动装箱,引发非常差的性能。 对于数组属性,将这些准则应用于每个元素。 如果数组属性中的每个元素都很重要,请使用其中一个重载的 Arrays.equals 方法。
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某些对象引用的属性可能合法地包含 null。 为避免出现 NullPointerException 异常,请使用静态方法 Objects.equals(Object, Object) 检查这些属性是否相等。
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某些对象引用的属性可能合法地包含 null。 为避免出现 `NullPointerException` 异常,请使用静态方法 Objects.equals(Object, Object) 检查这些属性是否相等。
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对于一些类,例如上的 `CaseInsensitiveString` 类,属性比较相对于简单的相等性测试要复杂得多。在这种情况下,你想要保存属性的一个规范形式( canonical form),这样 equals 方法就可以基于这个规范形式去做开销很小的精确比较,来取代开销很大的非标准比较。这种方式其实最适合不可变类(条目 17)。一旦对象发生改变,一定要确保把对应的规范形式更新到最新。
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对于一些类,例如上的 `CaseInsensitiveString` 类,属性比较相对于简单的相等性测试要复杂得多。在这种情况下,你想要保存属性的一个规范形式(canonical form),这样 equals 方法就可以基于这个规范形式去做开销很小的精确比较,来取代开销很大的非标准比较。这种方式其实最适合不可变类(详见第 17 条)。一旦对象发生改变,一定要确保把对应的规范形式更新到最新。
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equals 方法的性能可能受到属性比较顺序的影响。 为了获得最佳性能,你应该首先比较最可能不同的属性,开销比较小的属性,或者最好是两者都满足(derived fields)。 你不要比较不属于对象逻辑状态的属性,例如用于同步操作的 lock 属性。 不需要比较可以从“重要属性”计算出来的派生属性,但是这样做可以提高 equals 方法的性能。 如果派生属性相当于对整个对象的摘要描述,比较这个属性将节省在比较失败时再去比较实际数据的开销。 例如,假设有一个 Polygon 类,并缓存该区域。 如果两个多边形的面积不相等,则不必费心比较它们的边和顶点。
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当你完成编写完 equals 方法时,问你自己三个问题:它是对称的吗?它是传递吗?它是一致的吗?除此而外,编写单元测试加以排查,除非使用 AutoValue 框架 (第 49 页) 来生成 equals 方法,在这种情况下可以安全地省略测试。如果持有的属性失败,找出原因,并相应地修改 equals 方法。当然,equals 方法也必须满足其他两个属性 (自反性和非空性),但这两个属性通常都会满足。
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当你完成编写完 equals 方法时,问你自己三个问题:它是对称的吗?它是传递吗?它是一致的吗?除此而外,编写单元测试加以排查,除非使用 AutoValue 框架(第 49 页)来生成 equals 方法,在这种情况下可以安全地省略测试。如果持有的属性失败,找出原因,并相应地修改 equals 方法。当然,equals 方法也必须满足其他两个属性 (自反性和非空性),但这两个属性通常都会满足。
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在下面这个简单的 `PhoneNumber` 类中展示了根据之前的配方构建的 equals 方法:
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```java
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public final class PhoneNumber {
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@ -349,10 +349,10 @@ public final class PhoneNumber {
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以下是一些最后提醒:
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1. **当重写 equals 方法时,同时也要重写 hashCode 方法(条目 11)**。
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1. **当重写 equals 方法时,同时也要重写 hashCode 方法(详见第 11 条)**。
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2. **不要让 equals 方法试图太聪明。**如果只是简单地测试用于相等的属性,那么要遵守 equals 约定并不困难。如果你在寻找相等方面过于激进,那么很容易陷入麻烦。一般来说,考虑到任何形式的别名通常是一个坏主意。例如,File 类不应该试图将引用的符号链接等同于同一文件对象。幸好 File 类并没这么做。
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3. **在 equal 时方法声明中,不要将参数 Object 替换成其他类型。**对于程序员来说,编写一个看起来像这样的 equals 方法并不少见,然后花上几个小时苦苦思索为什么它不能正常工作:在 equal 时方法声明中,不要将参数 Object 替换成其他类型。对于程序员来说,编写一个看起来像这样的 equals 方法并不少见,然后花上几个小时苦苦思索为什么它不能正常工作。
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```java
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// Broken - parameter type must be Object!
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public boolean equals(MyClass o) {
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@ -360,17 +360,17 @@ public boolean equals(MyClass o) {
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}
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```
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问题在于这个方法并没有重写 Object.equals 方法,它的参数是 Object 类型的,这样写只是重载了 equals 方法(Item 52)。 即使除了正常的方法之外,提供这种“强类型”的 equals 方法也是不可接受的,因为它可能会导致子类中的 Override 注解产生误报,提供不安全的错觉。
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在这里,使用 Override 注解会阻止你犯这个错误 (条目 40)。这个 equals 方法不会编译,错误消息会告诉你到底错在哪里:
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问题在于这个方法并没有重写 Object.equals 方法,它的参数是 Object 类型的,这样写只是重载了 equals 方法(详见第 52 条)。 即使除了正常的方法之外,提供这种“强类型”的 equals 方法也是不可接受的,因为它可能会导致子类中的 Override 注解产生误报,提供不安全的错觉。
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在这里,使用 Override 注解会阻止你犯这个错误 (详见第 40 条)。这个 equals 方法不会编译,错误消息会告诉你到底错在哪里:
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```java
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// Still broken, but won’t compile
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@Override
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public boolean equals(MyClass o) {
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…
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}
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```
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编写和测试 equals(和 hashCode) 方法很繁琐,生的代码也很普通。替代手动编写和测试这些方法的优雅的手段是,使用谷歌 AutoValue 开源框架,该框架自动为你生成这些方法,只需在类上添加一个注解即可。在大多数情况下,AutoValue 框架生成的方法与你自己编写的方法本质上是相同的。
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```
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编写和测试 equals(和 hashCode)方法很繁琐,生的代码也很普通。替代手动编写和测试这些方法的优雅的手段是,使用谷歌 AutoValue 开源框架,该框架自动为你生成这些方法,只需在类上添加一个注解即可。在大多数情况下,AutoValue 框架生成的方法与你自己编写的方法本质上是相同的。
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很多 IDE(例如 Eclipse,NetBeans,IntelliJ IDEA 等)也有生成 equals 和 hashCode 方法的功能,但是生成的源代码比使用 AutoValue 框架的代码更冗长、可读性更差,不会自动跟踪类中的更改,因此需要进行测试。这就是说,使用 IDE 工具生成 equals(和 hashCode) 方法通常比手动编写它们更可取,因为 IDE 工具不会犯粗心大意的错误,而人类则会。
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@ -1,6 +1,6 @@
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# 12. 始终重写 toString 方法
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虽然 Object 类提供了 toString 方法的实现,但它返回的字符串通常不是你的类的用户想要看到的。 它由类名后跟一个“at”符号(@)和哈希码的无符号十六进制表示组成,例如 `PhoneNumber@163b91`。 toString 的通用约定要求,返回的字符串应该是“一个简洁但内容丰富的表示,对人们来说是很容易阅读的”。虽然可以认为 `PhoneNumber@163b91` 简洁易读,但相比于 `707-867-5309`,但并不是很丰富 。 toString 通用约定“建议所有的子类重写这个方法”。好的建议,的确如此!
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虽然 Object 类提供了 toString 方法的实现,但它返回的字符串通常不是你的类的用户想要看到的。 它由类名后跟一个「at」符号(@)和哈希码的无符号十六进制表示组成,例如 `PhoneNumber@163b91`。 toString 的通用约定要求,返回的字符串应该是「一个简洁但内容丰富的表示,对人们来说是很容易阅读的」。虽然可以认为 `PhoneNumber@163b91` 简洁易读,但相比于 `707-867-5309`,但并不是很丰富 。 toString 通用约定「建议所有的子类重写这个方法」。好的建议,的确如此!
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虽然它并不像遵守 equals 和 hashCode 约定那样重要 (条目 10 和 11),但是提供一个良好的 toString 实现使你的类更易于使用,并对使用此类的系统更易于调试。当对象被传递到 println、printf、字符串连接操作符或断言,或者由调试器打印时,toString 方法会自动被调用。即使你从不调用对象上的 toString,其他人也可以。例如,对对象有引用的组件可能包含在日志错误消息中对象的字符串表示。如果未能重写 toString,则消息可能是无用的。
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@ -63,7 +63,7 @@ public String toString() { ... }
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无论是否指定格式,都可以通过编程方式访问 toString 返回的值中包含的信息。 例如,`PhoneNumber` 类应该包含 areaCode, prefix, lineNum 这三个属性。 如果不这样做,就会强迫程序员需要这些信息来解析字符串。 除了降低性能和程序员做不必要的工作之外,这个过程很容易出错,如果改变格式就会中断,并导致脆弱的系统。 由于未能提供访问器,即使已指定格式可能会更改,也可以将字符串格式转换为事实上的 API。
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在静态工具类(条目 4)中编写 toString 方法是没有意义的。 你也不应该在大多数枚举类型(条目 34)中写一个 toString 方法,因为 Java 为你提供了一个非常好的方法。 但是,你应该在任何抽象类中定义 toString 方法,该类的子类共享一个公共字符串表示形式。 例如,大多数集合实现上的 toString 方法都是从抽象集合类继承的。
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在静态工具类(详见第 4 条)中编写 toString 方法是没有意义的。 你也不应该在大多数枚举类型(条目 34)中写一个 toString 方法,因为 Java 为你提供了一个非常好的方法。 但是,你应该在任何抽象类中定义 toString 方法,该类的子类共享一个公共字符串表示形式。 例如,大多数集合实现上的 toString 方法都是从抽象集合类继承的。
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Google 的开放源代码 AutoValue 工具在条目 10 中讨论过,它为你生成一个 toString 方法,就像大多数 IDE 工具一样。 这些方法非常适合告诉你每个属性的内容,但并不是专门针对类的含义。 因此,例如,为我们的 `PhoneNumber` 类使用自动生成的 toString 方法是不合适的(因为电话号码具有标准的字符串表示形式),但是对于我们的 `Potion` 类来说,这是完全可以接受的。 也就是说,自动生成的 toString 方法比从 Object 继承的方法要好得多,它不会告诉你对象的值。
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@ -1,6 +1,6 @@
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# 13. 谨慎地重写 clone 方法
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Cloneable 接口的目的是作为一个 mixin 接口 (条目 20),公布这样的类允许克隆。不幸的是,它没有达到这个目的。它的主要缺点是缺少 clone 方法,而 Object 的 clone 方法是受保护的。你不能,不借助反射 (条目 65),仅仅因为它实现了 Cloneable 接口,就调用对象上的 clone 方法。即使是反射调用也可能失败,因为不能保证对象具有可访问的 clone 方法。尽管存在许多缺陷,该机制在合理的范围内使用,所以理解它是值得的。这个条目告诉你如何实现一个行为良好的 clone 方法,在适当的时候讨论这个方法,并提出替代方案。
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Cloneable 接口的目的是作为一个 mixin 接口 (详见第 20 条),公布这样的类允许克隆。不幸的是,它没有达到这个目的。它的主要缺点是缺少 clone 方法,而 Object 的 clone 方法是受保护的。你不能,不借助反射 (详见第 65 条),仅仅因为它实现了 Cloneable 接口,就调用对象上的 clone 方法。即使是反射调用也可能失败,因为不能保证对象具有可访问的 clone 方法。尽管存在许多缺陷,该机制在合理的范围内使用,所以理解它是值得的。这个条目告诉你如何实现一个行为良好的 clone 方法,在适当的时候讨论这个方法,并提出替代方案。
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既然 Cloneable 接口不包含任何方法,那它用来做什么? 它决定了 Object 的受保护的 clone 方法实现的行为:如果一个类实现了 Cloneable 接口,那么 Object 的 clone 方法将返回该对象的逐个属性(field-by-field)拷贝;否则会抛出 `CloneNotSupportedException` 异常。这是一个非常反常的接口使用,而不应该被效仿。 通常情况下,实现一个接口用来表示可以为客户做什么。但对于 Cloneable 接口,它会修改父类上受保护方法的行为。
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@ -8,7 +8,7 @@
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clone 方法的通用规范很薄弱的。 以下内容是从 Object 规范中复制出来的:
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创建并返回此对象的副本。 “复制(copy)”的确切含义可能取决于对象的类。 一般意图是,对于任何对象 x,表达式 `x.clone() != x` 返回 true,并且 `x.clone().getClass() == x.getClass()` 也返回 true,但它们不是绝对的要求,但通常情况下,`x.clone().equals(x)` 返回 true,当然这个要求也不是绝对的。
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创建并返回此对象的副本。 「复制(copy)」的确切含义可能取决于对象的类。 一般意图是,对于任何对象 x,表达式 `x.clone() != x` 返回 true,并且 `x.clone().getClass() == x.getClass()` 也返回 true,但它们不是绝对的要求,但通常情况下,`x.clone().equals(x)` 返回 true,当然这个要求也不是绝对的。
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根据约定,这个方法返回的对象应该通过调用 `super.clone` 方法获得的。 如果一个类和它的所有父类(Object 除外)都遵守这个约定,情况就是如此,`x.clone().getClass() == x.getClass()`。
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@ -31,7 +31,7 @@
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为了使这个方法起作用,`PhoneNumber` 的类声明必须被修改,以表明它实现了 Cloneable 接口。 虽然 Object 类的 clone 方法返回 Object 类,但是这个 clone 方法返回 `PhoneNumber` 类。 这样做是合法和可取的,因为 Java 支持协变返回类型。 换句话说,重写方法的返回类型可以是重写方法的返回类型的子类。 这消除了在客户端转换的需要。 在返回之前,我们必须将 Object 的 super.clone 的结果强制转换为 `PhoneNumber`,但保证强制转换成功。
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super.clone 的调用包含在一个 try-catch 块中。 这是因为 Object 声明了它的 clone 方法来抛出 CloneNotSupportedException 异常,这是一个检查时异常。 由于 `PhoneNumber` 实现了 Cloneable 接口,所以我们知道调用 super.clone 会成功。 这里引用的需要表明 `CloneNotSupportedException` 应该是未被检查的(条目 71)。
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super.clone 的调用包含在一个 try-catch 块中。 这是因为 Object 声明了它的 clone 方法来抛出 `CloneNotSupportedException` 异常,这是一个检查时异常。 由于 `PhoneNumber` 实现了 Cloneable 接口,所以我们知道调用 super.clone 会成功。 这里引用的需要表明 `CloneNotSupportedException` 应该是未被检查的(详见第 71条)。
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如果对象包含引用可变对象的属性,则前面显示的简单 clone 实现可能是灾难性的。 例如,考虑条目 7 中的 Stack 类:
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@ -89,7 +89,7 @@ public class Stack {
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还要注意,如果 elements 属性是 final 的,则以前的解决方案将不起作用,因为克隆将被禁止向该属性分配新的值。 这是一个基本的问题:像序列化一样,Cloneable 体系结构与引用可变对象的 final 属性的正常使用不兼容,除非可变对象可以在对象和其克隆之间安全地共享。 为了使一个类可以克隆,可能需要从一些属性中移除 final 修饰符。
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仅仅递归地调用 clone 方法并不总是足够的。 例如,假设您正在为哈希表编写一个 clone 方法,其内部包含一个哈希桶数组,每个哈希桶都指向“键-值”对链表的第一项。 为了提高性能,该类实现了自己的轻量级单链表,而没有使用 java 内部提供的 java.util.LinkedList:
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仅仅递归地调用 clone 方法并不总是足够的。 例如,假设您正在为哈希表编写一个 clone 方法,其内部包含一个哈希桶数组,每个哈希桶都指向「键-值」对链表的第一项。 为了提高性能,该类实现了自己的轻量级单链表,而没有使用 java 内部提供的 `java.util.LinkedList`:
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```java
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public class HashTable implements Cloneable {
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@ -160,7 +160,7 @@ public class HashTable implements Cloneable {
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... // Remainder omitted
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}
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```
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私有类 HashTable.Entry 已被扩充以支持“深度复制”方法。 HashTable 上的 clone 方法分配一个合适大小的新哈希桶数组,迭代原来哈希桶数组,深度复制每个非空的哈希桶。 Entry 上的 deepCopy 方法递归地调用它自己以复制由头节点开始的整个链表。 如果哈希桶不是太长,这种技术很聪明并且工作正常。但是,克隆链表不是一个好方法,因为它为列表中的每个元素消耗一个栈帧(stack frame)。 如果列表很长,这很容易导致堆栈溢出。 为了防止这种情况发生,可以用迭代来替换 deepCopy 中的递归:
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私有类 HashTable.Entry 已被扩充以支持「深度复制」方法。 HashTable 上的 clone 方法分配一个合适大小的新哈希桶数组,迭代原来哈希桶数组,深度复制每个非空的哈希桶。 Entry 上的 deepCopy 方法递归地调用它自己以复制由头节点开始的整个链表。 如果哈希桶不是太长,这种技术很聪明并且工作正常。但是,克隆链表不是一个好方法,因为它为列表中的每个元素消耗一个栈帧(stack frame)。 如果列表很长,这很容易导致堆栈溢出。 为了防止这种情况发生,可以用迭代来替换 deepCopy 中的递归:
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```java
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// Iteratively copy the linked list headed by this Entry
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Entry deepCopy() {
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@ -172,11 +172,11 @@ Entry deepCopy() {
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```
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克隆复杂可变对象的最后一种方法是调用 super.clone,将结果对象中的所有属性设置为其初始状态,然后调用更高级别的方法来重新生成原始对象的状态。 以 HashTable 为例,bucket 属性将被初始化为一个新的 bucket 数组,并且 put(key, value) 方法(未示出)被调用用于被克隆的哈希表中的键值映射。 这种方法通常产生一个简单,合理的优雅 clone 方法,其运行速度不如直接操纵克隆内部的方法快。 虽然这种方法是干净的,但它与整个 Cloneable 体系结构是对立的,因为它会盲目地重写构成体系结构基础的逐个属性对象复制。
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与构造方法一样,clone 方法绝对不可以在构建过程中,调用一个可以重写的方法(条目 19)。如果 clone 方法调用一个在子类中重写的方法,则在子类有机会在克隆中修复它的状态之前执行该方法,很可能导致克隆和原始对象的损坏。因此,我们在前面讨论的 put(key, value) 方法应该时 final 或 private 修饰的。(如果时 private 修饰,那么大概是一个非 final 公共方法的辅助方法)。
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与构造方法一样,clone 方法绝对不可以在构建过程中,调用一个可以重写的方法(详见第 19 条)。如果 clone 方法调用一个在子类中重写的方法,则在子类有机会在克隆中修复它的状态之前执行该方法,很可能导致克隆和原始对象的损坏。因此,我们在前面讨论的 put(key, value) 方法应该时 final 或 private 修饰的。(如果时 private 修饰,那么大概是一个非 final 公共方法的辅助方法)。
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Object 类的 clone 方法被声明为抛出 CloneNotSupportedException 异常,但重写方法时不需要。 公共 clone 方法应该省略 throws 子句,因为不抛出检查时异常的方法更容易使用(条目 71)。
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Object 类的 clone 方法被声明为抛出 CloneNotSupportedException 异常,但重写方法时不需要。 公共 clone 方法应该省略 throws 子句,因为不抛出检查时异常的方法更容易使用(详见第 71 条)。
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在为继承设计一个类时(条目 19),通常有两种选择,但无论选择哪一种,都不应该实现 Clonable 接口。你可以选择通过实现正确运行的受保护的 clone 方法来模仿 Object 的行为,该方法声明为抛出 CloneNotSupportedException 异常。 这给了子类实现 Cloneable 接口的自由,就像直接继承 Object 一样。 或者,可以选择不实现工作的 clone 方法,并通过提供以下简并 clone 实现来阻止子类实现它:
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在为继承设计一个类时(详见第 19 条),通常有两种选择,但无论选择哪一种,都不应该实现 `Clonable` 接口。你可以选择通过实现正确运行的受保护的 clone 方法来模仿 Object 的行为,该方法声明为抛出 `CloneNotSupportedException` 异常。 这给了子类实现 `Cloneable` 接口的自由,就像直接继承 Object 一样。 或者,可以选择不实现工作的 clone 方法,并通过提供以下简并 clone 实现来阻止子类实现它:
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```java
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// clone method for extendable class not supporting Cloneable
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@Override
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@ -184,9 +184,9 @@ protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
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throw new CloneNotSupportedException();
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}
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```
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还有一个值得注意的细节。 如果你编写一个实现了 Cloneable 的线程安全的类,记得它的 clone 方法必须和其他方法一样(条目 78)需要正确的同步。 Object 类的 clone 方法是不同步的,所以即使它的实现是令人满意的,也可能需要编写一个返回 super.clone() 的同步 clone 方法。
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还有一个值得注意的细节。 如果你编写一个实现了 Cloneable 的线程安全的类,记得它的 clone 方法必须和其他方法一样(详见第 78 条)需要正确的同步。 Object 类的 clone 方法是不同步的,所以即使它的实现是令人满意的,也可能需要编写一个返回 super.clone() 的同步 clone 方法。
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回顾一下,实现 Cloneable 的所有类应该重写公共 clone 方法,而这个方法的返回类型是类本身。 这个方法应该首先调用 super.clone,然后修复任何需要修复的属性。 通常,这意味着复制任何包含内部“深层结构”的可变对象,并用指向新对象的引用来代替原来指向这些对象的引用。虽然这些内部拷贝通常可以通过递归调用 clone 来实现,但这并不总是最好的方法。 如果类只包含基本类型或对不可变对象的引用,那么很可能是没有属性需要修复的情况。 这个规则也有例外。 例如,表示序列号或其他唯一 ID 的属性即使是基本类型的或不可变的,也需要被修正。
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回顾一下,实现 Cloneable 的所有类应该重写公共 clone 方法,而这个方法的返回类型是类本身。 这个方法应该首先调用 super.clone,然后修复任何需要修复的属性。 通常,这意味着复制任何包含内部「深层结构」的可变对象,并用指向新对象的引用来代替原来指向这些对象的引用。虽然这些内部拷贝通常可以通过递归调用 clone 来实现,但这并不总是最好的方法。 如果类只包含基本类型或对不可变对象的引用,那么很可能是没有属性需要修复的情况。 这个规则也有例外。 例如,表示序列号或其他唯一 ID 的属性即使是基本类型的或不可变的,也需要被修正。
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这么复杂是否真的有必要?很少。 如果你继承一个已经实现了 Cloneable 接口的类,你别无选择,只能实现一个行为良好的 clone 方法。 否则,通常你最好提供另一种对象复制方法。 对象复制更好的方法是提供一个复制构造方法或复制工厂。 复制构造方法接受参数,其类型为包含此构造方法的类,例如:
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```java
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@ -202,7 +202,7 @@ public static Yum newInstance(Yum yum) { ... };
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此外,复制构造方法或复制工厂可以接受类型为该类实现的接口的参数。 例如,按照惯例,所有通用集合实现都提供了一个构造方法,其参数的类型为 Collection 或 Map。 基于接口的复制构造方法和复制工厂(更适当地称为转换构造方法和转换工厂)允许客户端选择复制的实现类型,而不是强制客户端接受原始实现类型。 例如,假设你有一个 HashSet,并且你想把它复制为一个 TreeSet。 clone 方法不能提供这种功能,但使用转换构造方法很容易:`new TreeSet<>(s)`。
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考虑到与 Cloneable 接口相关的所有问题,新的接口不应该继承它,新的可扩展类不应该实现它。 虽然实现 Cloneable 接口对于 final 类没有什么危害,但应该将其视为性能优化的角度,仅在极少数情况下才是合理的(条目 67)。 通常,复制功能最好由构造方法或工厂提供。 这个规则的一个明显的例外是数组,它最好用 clone 方法复制。
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考虑到与 Cloneable 接口相关的所有问题,新的接口不应该继承它,新的可扩展类不应该实现它。 虽然实现 Cloneable 接口对于 final 类没有什么危害,但应该将其视为性能优化的角度,仅在极少数情况下才是合理的(详见第 67 条)。 通常,复制功能最好由构造方法或工厂提供。 这个规则的一个明显的例外是数组,它最好用 clone 方法复制。
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@ -1,6 +1,6 @@
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# 14. 考虑实现 Comparable 接口
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与本章讨论的其他方法不同,`compareTo` 方法并没有在 `Object` 类中声明。 相反,它是 ``Comparable`` 接口中的唯一方法。 它与 Object 类的 equals 方法在性质上是相似的,除了它允许在简单的相等比较之外的顺序比较,它是泛型的。 通过实现 `Comparable` 接口,一个类表明它的实例有一个自然顺序( natural ordering)。 对实现 `Comparable` 接口的对象数组排序非常简单,如下所示:
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与本章讨论的其他方法不同,`compareTo` 方法并没有在 `Object` 类中声明。 相反,它是 ``Comparable`` 接口中的唯一方法。 它与 Object 类的 equals 方法在性质上是相似的,除了它允许在简单的相等比较之外的顺序比较,它是泛型的。 通过实现 `Comparable` 接口,一个类表明它的实例有一个自然顺序(natural ordering)。 对实现 `Comparable` 接口的对象数组排序非常简单,如下所示:
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```java
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Arrays.sort(a);
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@ -18,7 +18,7 @@ public class WordList {
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}
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}
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```
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通过实现 `Comparable` 接口,可以让你的类与所有依赖此接口的通用算法和集合实现进行互操作。 只需少量的努力就可以获得巨大的能量。 几乎 Java 平台类库中的所有值类以及所有枚举类型(条目 34)都实现了 `Comparable` 接口。 如果你正在编写具有明显自然顺序(如字母顺序,数字顺序或时间顺序)的值类,则应该实现 `Comparable` 接口:
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通过实现 `Comparable` 接口,可以让你的类与所有依赖此接口的通用算法和集合实现进行互操作。 只需少量的努力就可以获得巨大的能量。 几乎 Java 平台类库中的所有值类以及所有枚举类型(详见第 34 条)都实现了 `Comparable` 接口。 如果你正在编写具有明显自然顺序(如字母顺序,数字顺序或时间顺序)的值类,则应该实现 `Comparable` 接口:
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```java
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public interface Comparable<T> {
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int compareTo(T t);
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@ -33,7 +33,7 @@ public interface Comparable<T> {
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- 实现类必须确保所有 `x` 和 `y` 都满足 `sgn(x.compareTo(y)) == -sgn(y. compareTo(x))`。 (这意味着当且仅当 `y.compareTo(x)` 抛出异常时,`x.compareTo(y)` 必须抛出异常。)
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- 实现类还必须确保该关系是可传递的:`(x. compareTo(y) > 0 && y.compareTo(z) > 0)` 意味着 `x.compareTo(z) > 0`。
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- 最后,对于所有的 z,实现类必须确保 `x.compareTo(y) == 0` 意味着 `sgn(x.compareTo(z)) == sgn(y.compareTo(z))`。
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- 强烈推荐 `x.compareTo(y) == 0) == (x.equals(y))`,但不是必需的。 一般来说,任何实现了 `Comparable` 接口的类违反了这个条件都应该清楚地说明这个事实。 推荐的语言是“注意:这个类有一个自然顺序,与 `equals` 不一致”。
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- 强烈推荐 `(x.compareTo(y) == 0) == (x.equals(y))`,但不是必需的。 一般来说,任何实现了 `Comparable` 接口的类违反了这个条件都应该清楚地说明这个事实。 推荐的语言是「注意:这个类有一个自然顺序,与 `equals` 不一致」。
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与 `equals` 方法一样,不要被上述约定的数学特性所退缩。这个约定并不像看起来那么复杂。 与 `equals` 方法不同,`equals` 方法在所有对象上施加了全局等价关系,`compareTo` 不必跨越不同类型的对象:当遇到不同类型的对象时,`compareTo` 被允许抛出 `ClassCastException` 异常。 通常,这正是它所做的。 约定确实允许进行不同类型间比较,这种比较通常在由被比较的对象实现的接口中定义。
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@ -41,7 +41,7 @@ public interface Comparable<T> {
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我们来看看 `compareTo` 约定的规定。 第一条规定,如果反转两个对象引用之间的比较方向,则会发生预期的事情:如果第一个对象小于第二个对象,那么第二个对象必须大于第一个; 如果第一个对象等于第二个,那么第二个对象必须等于第一个; 如果第一个对象大于第二个,那么第二个必须小于第一个。 第二项约定说,如果一个对象大于第二个对象,而第二个对象大于第三个对象,则第一个对象必须大于第三个对象。 最后一条规定,所有比较相等的对象与任何其他对象相比,都必须得到相同的结果。
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这三条规定的一个结果是,`compareTo` 方法所实施的平等测试必须遵守 equals 方法约定所施加的相同限制:自反性,对称性和传递性。 因此,同样需要注意的是:除非你愿意放弃面向对象抽象(条目 10)的好处,否则无法在保留 `compareTo` 约定的情况下使用新的值组件继承可实例化的类。 同样的解决方法也适用。 如果要将值组件添加到实现 `Comparable` 的类中,请不要继承它;编写一个包含第一个类实例的不相关的类。 然后提供一个返回包含实例的“视图”方法。 这使你可以在包含类上实现任何 `compareTo` 方法,同时客户端在需要时,把包含类的实例视同以一个类的实例。
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这三条规定的一个结果是,`compareTo` 方法所实施的平等测试必须遵守 equals 方法约定所施加的相同限制:自反性,对称性和传递性。 因此,同样需要注意的是:除非你愿意放弃面向对象抽象(详见第 10 条)的好处,否则无法在保留 `compareTo` 约定的情况下使用新的值组件继承可实例化的类。 同样的解决方法也适用。 如果要将值组件添加到实现 `Comparable` 的类中,请不要继承它;编写一个包含第一个类实例的不相关的类。 然后提供一个返回包含实例的「视图”方法。 这使你可以在包含类上实现任何 `compareTo` 方法,同时客户端在需要时,把包含类的实例视同以一个类的实例。
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`compareTo` 约定的最后一段是一个强烈的建议,而不是一个真正的要求,只是声明 `compareTo` 方法施加的相等性测试,通常应该返回与 `equals` 方法相同的结果。 如果遵守这个约定,则 `compareTo` 方法施加的顺序被认为与 `equals` 相一致。 如果违反,顺序关系被认为与 `equals` 不一致。 其 `compareTo` 方法施加与 `equals` 不一致顺序关系的类仍然有效,但包含该类元素的有序集合可能不服从相应集合接口(Collection,Set 或 Map)的一般约定。 这是因为这些接口的通用约定是用 `equals` 方法定义的,但是排序后的集合使用 `compareTo` 强加的相等性测试来代替 `equals`。 如果发生这种情况,虽然不是一场灾难,但仍是一件值得注意的事情。
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@ -50,7 +50,7 @@ public interface Comparable<T> {
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编写 `compareTo` 方法与编写 `equals` 方法类似,但是有一些关键的区别。 因为 `Comparable` 接口是参数化的,`compareTo` 方法是静态类型的,所以你不需要输入检查或者转换它的参数。 如果参数是错误的类型,那么调用将不会编译。 如果参数为 null,则调用应该抛出一个 `NullPointerException` 异常,并且一旦该方法尝试访问其成员,它就会立即抛出这个异常。
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在 `compareTo` 方法中,比较属性的顺序而不是相等。 要比较对象引用属性,请递归调用 `compareTo` 方法。 如果一个属性没有实现 Comparable,或者你需要一个非标准的顺序,那么使用 `Comparator` 接口。 可以编写自己的比较器或使用现有的比较器,如在条目 10 中的 `CaseInsensitiveString` 类的 `compareTo` 方法中:
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```java
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// Single-field Comparable with object reference field
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public final class CaseInsensitiveString
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@ -64,7 +64,7 @@ public final class CaseInsensitiveString
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请注意,`CaseInsensitiveString` 类实现了 `Comparable<CaseInsensitiveString>` 接口。 这意味着 `CaseInsensitiveString` 引用只能与另一个 `CaseInsensitiveString` 引用进行比较。 当声明一个类来实现 `Comparable` 接口时,这是正常模式。
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在本书第二版中,曾经推荐如果比较整型基本类型的属性,使用关系运算符“<” 和 “>”,对于浮点类型基本类型的属性,使用 `Double.compare` 和 `Float.compare` 静态方法。在 Java 7 中,静态比较方法被添加到 Java 的所有包装类中。 在 `compareTo` 方法中使用关系运算符“<” 和“>”是冗长且容易出错的,不再推荐。
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在本书第二版中,曾经推荐如果比较整型基本类型的属性,使用关系运算符「<」和 「>」,对于浮点类型基本类型的属性,使用 `Double.compare` 和 `Float.compare` 静态方法。在 Java 7 中,静态比较方法被添加到 Java 的所有包装类中。 在 `compareTo` 方法中使用关系运算符「<」和「>」是冗长且容易出错的,不再推荐。
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如果一个类有多个重要的属性,那么比较他们的顺序是至关重要的。 从最重要的属性开始,逐步比较所有的重要属性。 如果比较结果不是零(零表示相等),则表示比较完成; 只是返回结果。 如果最重要的字段是相等的,比较下一个重要的属性,依此类推,直到找到不相等的属性或比较剩余不那么重要的属性。 以下是条目 11 中 `PhoneNumber` 类的 `compareTo` 方法,演示了这种方法:
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@ -95,9 +95,9 @@ public int compareTo(PhoneNumber pn) {
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}
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```
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此实现在类初始化时构建比较器,使用两个比较器构建方法。第一个是 `comparingInt` 方法。它是一个静态方法,它使用一个键提取器函数式接口( key extractor function)作为参数,将对象引用映射为 int 类型的键,并返回一个根据该键排序的实例的比较器。在前面的示例中,`comparingInt` 方法使用 lambda 表达式,它从 `PhoneNumber` 中提取区域代码,并返回一个 `Comparator<PhoneNumber>`,根据它们的区域代码来排序电话号码。注意,lambda 表达式显式指定了其输入参数的类型 (PhoneNumber pn)。事实证明,在这种情况下,Java 的类型推断功能不够强大,无法自行判断类型,因此我们不得不帮助它以使程序编译。
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此实现在类初始化时构建比较器,使用两个比较器构建方法。第一个是 `comparingInt` 方法。它是一个静态方法,它使用一个键提取器函数式接口(key extractor function)作为参数,将对象引用映射为 int 类型的键,并返回一个根据该键排序的实例的比较器。在前面的示例中,`comparingInt` 方法使用 lambda 表达式,它从 `PhoneNumber` 中提取区域代码,并返回一个 `Comparator<PhoneNumber>`,根据它们的区域代码来排序电话号码。注意,lambda 表达式显式指定了其输入参数的类型 (PhoneNumber pn)。事实证明,在这种情况下,Java 的类型推断功能不够强大,无法自行判断类型,因此我们不得不帮助它以使程序编译。
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如果两个电话号码实例具有相同的区号,则需要进一步细化比较,这正是第二个比较器构建方法,即 `thenComparingInt` 方法做的。 它是 `Comparator` 上的一个实例方法,接受一个 int 类型键提取器函数式接口( key extractor function)作为参数,并返回一个比较器,该比较器首先应用原始比较器,然后使用提取的键来打破连接。 你可以按照喜欢的方式多次调用 `thenComparingInt` 方法,从而产生一个字典顺序。 在上面的例子中,我们将两个调用叠加到 `thenComparingInt`,产生一个排序,它的二级键是 prefix,而其三级键是 lineNum。 请注意,我们不必指定传递给 `thenComparingInt` 的任何一个调用的键提取器函数式接口的参数类型:Java 的类型推断足够聪明,可以自己推断出参数的类型。
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如果两个电话号码实例具有相同的区号,则需要进一步细化比较,这正是第二个比较器构建方法,即 `thenComparingInt` 方法做的。 它是 `Comparator` 上的一个实例方法,接受一个 int 类型键提取器函数式接口(key extractor function)作为参数,并返回一个比较器,该比较器首先应用原始比较器,然后使用提取的键来打破连接。 你可以按照喜欢的方式多次调用 `thenComparingInt` 方法,从而产生一个字典顺序。 在上面的例子中,我们将两个调用叠加到 `thenComparingInt`,产生一个排序,它的二级键是 prefix,而其三级键是 lineNum。 请注意,我们不必指定传递给 `thenComparingInt` 的任何一个调用的键提取器函数式接口的参数类型:Java 的类型推断足够聪明,可以自己推断出参数的类型。
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`Comparator` 类具有完整的构建方法。对于 long 和 double 基本类型,也有对应的类似于 comparingInt 和 `thenComparingInt` 的方法,int 版本的方法也可以应用于取值范围小于 int 的类型上,如 short 类型,如 PhoneNumber 实例中所示。对于 double 版本的方法也可以用在 float 类型上。这提供了所有 Java 的基本数字类型的覆盖。
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@ -134,7 +134,7 @@ static Comparator<Object> hashCodeOrder =
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Comparator.comparingInt(o -> o.hashCode());
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```
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总而言之,无论何时实现具有合理排序的值类,你都应该让该类实现 `Comparable` 接口,以便在基于比较的集合中轻松对其实例进行排序,搜索和使用。 比较 `compareTo` 方法的实现中的字段值时,请避免使用"<"和">"运算符。 相反,使用包装类中的静态 `compare` 方法或 `Comparator` 接口中的构建方法。
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总而言之,无论何时实现具有合理排序的值类,你都应该让该类实现 `Comparable` 接口,以便在基于比较的集合中轻松对其实例进行排序,搜索和使用。 比较 `compareTo` 方法的实现中的字段值时,请避免使用「<」和「>」运算符。 相反,使用包装类中的静态 `compare` 方法或 `Comparator` 接口中的构建方法。
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@ -19,17 +19,17 @@
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- protected —— 成员可以从被声明的类的子类中访问(受一些限制,JLS,6.6.2),以及它声明的包中的任何类。
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- public —— 该成员可以从任何地方被访问。
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在仔细设计你的类的公共 API 之后,你的反应应该是让所有其他成员设计为私有的。 只有当同一个包中的其他类真的需要访问成员时,需要删除私有修饰符,从而使成员包成为包级私有的。 如果你发现自己经常这样做,你应该重新检查你的系统的设计,看看另一个分解可能产生更好的解耦的类。 也就是说,私有成员和包级私有成员都是类实现的一部分,通常不会影响其导出的 API。 但是,如果类实现 Serializable 接口(条目 86 和 87),则这些属性可以“泄漏(leak)”到导出的 API 中。
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在仔细设计你的类的公共 API 之后,你的反应应该是让所有其他成员设计为私有的。 只有当同一个包中的其他类真的需要访问成员时,需要删除私有修饰符,从而使成员包成为包级私有的。 如果你发现自己经常这样做,你应该重新检查你的系统的设计,看看另一个分解可能产生更好的解耦的类。 也就是说,私有成员和包级私有成员都是类实现的一部分,通常不会影响其导出的 API。 但是,如果类实现 Serializable 接口(详见第 86 和 87 条),则这些属性可以「泄漏(leak)」到导出的 API 中。
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对于公共类的成员,当访问级别从包私有到受保护级时,可访问性会大大增加。 受保护(protected)的成员是类导出的 API 的一部分,并且必须永远支持。 此外,导出类的受保护成员表示对实现细节的公开承诺(条目 19)。 对受保护成员的需求应该相对较少。
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对于公共类的成员,当访问级别从包私有到受保护级时,可访问性会大大增加。 受保护(protected)的成员是类导出的 API 的一部分,并且必须永远支持。 此外,导出类的受保护成员表示对实现细节的公开承诺(详见第 19 条)。 对受保护成员的需求应该相对较少。
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有一个关键的规则限制了你减少方法访问性的能力。 如果一个方法重写一个超类方法,那么它在子类中的访问级别就不能低于父类中的访问级别[JLS,8.4.8.3]。 这对于确保子类的实例在父类的实例可用的地方是可用的(Liskov 替换原则,见条目 15)是必要的。 如果违反此规则,编译器将在尝试编译子类时生成错误消息。 这个规则的一个特例是,如果一个类实现了一个接口,那么接口中的所有类方法都必须在该类中声明为 public。
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为了便于测试你的代码,你可能会想要让一个类,接口或者成员更容易被访问。 这没问题。 为了测试将公共类的私有成员指定为包级私有是可以接受的,但是提高到更高的访问级别却是不可接受的。 换句话说,将类,接口或成员作为包级导出的 API 的一部分来促进测试是不可接受的。 幸运的是,这不是必须的,因为测试可以作为被测试包的一部分运行,从而获得对包私有元素的访问。
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**公共类的实例属性很少公开(条目 16)。** 如果一个实例属性是非 final 的,或者是对可变对象的引用,那么通过将其公开,你就放弃了限制可以存储在属性中的值的能力。这意味着你放弃了执行涉及该属性的不变量的能力。另外,当属性被修改时,就放弃了采取任何操作的能力,**因此公共可变属性的类通常不是线程安全的** 。即使属性是 final 的,并且引用了一个不可变的对象,通过使它公开,你就放弃切换到不存在属性的新的内部数据表示的灵活性。
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**公共类的实例属性很少公开(详见第 16 条)。** 如果一个实例属性是非 final 的,或者是对可变对象的引用,那么通过将其公开,你就放弃了限制可以存储在属性中的值的能力。这意味着你放弃了执行涉及该属性的不变量的能力。另外,当属性被修改时,就放弃了采取任何操作的能力,**因此公共可变属性的类通常不是线程安全的** 。即使属性是 final 的,并且引用了一个不可变的对象,通过使它公开,你就放弃切换到不存在属性的新的内部数据表示的灵活性。
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同样的建议适用于静态属性,但有一个例外。 假设常量是类的抽象的一个组成部分,你可以通过 public static final 属性暴露常量。 按照惯例,这些属性的名字由大写字母组成,字母用下划线分隔(条目 68)。 很重要的一点是,这些属性包含基本类型的值或对不可变对象的引用(条目 17)。 包含对可变对象的引用的属性具有非 final 属性的所有缺点。 虽然引用不能被修改,但引用的对象可以被修改,并会带来灾难性的结果。
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同样的建议适用于静态属性,但有一个例外。 假设常量是类的抽象的一个组成部分,你可以通过 public static final 属性暴露常量。 按照惯例,这些属性的名字由大写字母组成,字母用下划线分隔(详见第 68 条)。 很重要的一点是,这些属性包含基本类型的值或对不可变对象的引用(详见第 17 条)。 包含对可变对象的引用的属性具有非 final 属性的所有缺点。 虽然引用不能被修改,但引用的对象可以被修改,并会带来灾难性的结果。
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请注意,非零长度的数组总是可变的,**所以类具有公共静态 final 数组属性,或返回这样一个属性的访问器是错误的。** 如果一个类有这样的属性或访问方法,客户端将能够修改数组的内容。 这是安全漏洞的常见来源:
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@ -10,7 +10,7 @@ class Point {
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}
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由于这些类的数据属性可以直接被访问,因此这些类不提供封装的好处(条目 15)。 如果不更改 API,则无法更改其表示形式,无法强制执行不变量,并且在访问属性时无法执行辅助操作。 坚持面向对象的程序员觉得这样的类是厌恶的,应该被具有私有属性和公共访问方法的类(getter)所取代,而对于可变类来说,它们应该被替换为 setter 设值方法:
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由于这些类的数据属性可以直接被访问,因此这些类不提供封装的好处(详见第 15 条)。 如果不更改 API,则无法更改其表示形式,无法强制执行不变量,并且在访问属性时无法执行辅助操作。 坚持面向对象的程序员觉得这样的类是厌恶的,应该被具有私有属性和公共访问方法的类(getter)所取代,而对于可变类来说,它们应该被替换为 setter 设值方法:
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