16.3 模擬垃圾回收站 · Java 編程思想

# 16.3 模擬垃圾回收站這個問題的本質是若將垃圾丟進單個垃圾筒，事實上是未經分類的。但在以后，某些特殊的信息必須恢復，以便對垃圾正確地歸類。在最開始的解決方案中，RTTI扮演了關鍵的角色（詳見第11章）。這并不是一種普通的設計，因為它增加了一個新的限制。正是這個限制使問題變得非常有趣——它更象我們在工作中碰到的那些非常麻煩的問題。這個額外的限制是：垃圾抵達垃圾回收站時，它們全都是混合在一起的。程序必須為那些垃圾的分類定出一個模型。這正是RTTI發揮作用的地方：我們有大量不知名的垃圾，程序將正確判斷出它們所屬的類型。 ``` //: RecycleA.java // Recycling with RTTI package c16.recyclea; import java.util.*; import java.io.*; abstract class Trash { private double weight; Trash(double wt) { weight = wt; } abstract double value(); double weight() { return weight; } // Sums the value of Trash in a bin: static void sumValue(Vector bin) { Enumeration e = bin.elements(); double val = 0.0f; while(e.hasMoreElements()) { // One kind of RTTI: // A dynamically-checked cast Trash t = (Trash)e.nextElement(); // Polymorphism in action: val += t.weight() * t.value(); System.out.println( "weight of " + // Using RTTI to get type // information about the class: t.getClass().getName() + " = " + t.weight()); } System.out.println("Total value = " + val); } } class Aluminum extends Trash { static double val = 1.67f; Aluminum(double wt) { super(wt); } double value() { return val; } static void value(double newval) { val = newval; } } class Paper extends Trash { static double val = 0.10f; Paper(double wt) { super(wt); } double value() { return val; } static void value(double newval) { val = newval; } } class Glass extends Trash { static double val = 0.23f; Glass(double wt) { super(wt); } double value() { return val; } static void value(double newval) { val = newval; } } public class RecycleA { public static void main(String[] args) { Vector bin = new Vector(); // Fill up the Trash bin: for(int i = 0; i < 30; i++) switch((int)(Math.random() * 3)) { case 0 : bin.addElement(new Aluminum(Math.random() * 100)); break; case 1 : bin.addElement(new Paper(Math.random() * 100)); break; case 2 : bin.addElement(new Glass(Math.random() * 100)); } Vector glassBin = new Vector(), paperBin = new Vector(), alBin = new Vector(); Enumeration sorter = bin.elements(); // Sort the Trash: while(sorter.hasMoreElements()) { Object t = sorter.nextElement(); // RTTI to show class membership: if(t instanceof Aluminum) alBin.addElement(t); if(t instanceof Paper) paperBin.addElement(t); if(t instanceof Glass) glassBin.addElement(t); } Trash.sumValue(alBin); Trash.sumValue(paperBin); Trash.sumValue(glassBin); Trash.sumValue(bin); } } ///:~ ``` 要注意的第一個地方是`package`語句： ``` package c16.recyclea; ``` 這意味著在本書采用的源碼目錄中，這個文件會被置入從`c16`（代表第16章的程序）分支出來的`recyclea`子目錄中。第17章的解包工具會負責將其置入正確的子目錄。之所以要這樣做，是因為本章會多次改寫這個特定的例子；它的每個版本都會置入自己的“包”（`package`）內，避免類名的沖突。其中創建了幾個`Vector`對象，用于容納`Trash`引用。當然，`Vector`實際容納的是`Object`（對象），所以它們最終能夠容納任何東西。之所以要它們容納`Trash`（或者從`Trash`派生出來的其他東西），唯一的理由是我們需要謹慎地避免放入除`Trash`以外的其他任何東西。如果真的把某些“錯誤”的東西置入`Vector`，那么不會在編譯期得到出錯或警告提示——只能通過運行期的一個異常知道自己已經犯了錯誤。 `Trash`引用加入后，它們會丟失自己的特定標識信息，只會成為簡單的`Object`引用（向上轉換）。然而，由于存在多態性的因素，所以在我們通過`Enumeration sorter`調用動態綁定方法時，一旦結果`Object`已經轉換回`Trash`，仍然會發生正確的行為。`sumValue()`也用一個`Enumeration`對`Vector`中的每個對象進行操作。表面上持，先把`Trash`的類型向上轉換到一個集合容納基類型的引用，再回過頭重新向下轉換，這似乎是一種非常愚蠢的做法。為什么不只是一開始就將垃圾置入適當的容器里呢？（事實上，這正是撥開“回收”一團迷霧的關鍵）。在這個程序中，我們很容易就可以換成這種做法，但在某些情況下，系統的結構及靈活性都能從向下轉換中得到極大的好處。該程序已滿足了設計的初衷：它能夠正常工作！只要這是個一次性的方案，就會顯得非常出色。但是，真正有用的程序應該能夠在任何時候解決問題。所以必須問自己這樣一個問題：“如果情況發生了變化，它還能工作嗎？”舉個例子來說，厚紙板現在是一種非常有價值的可回收物品，那么如何把它集成到系統中呢（特別是程序很大很復雜的時候）？由于前面在`switch`語句中的類型檢查編碼可能散布于整個程序，所以每次加入一種新類型時，都必須找到所有那些編碼。若不慎遺漏一個，編譯器除了指出存在一個錯誤之外，不能再提供任何有價值的幫助。 RTTI在這里使用不當的關鍵是“每種類型都進行了測試”。如果由于類型的子集需要特殊的對待，所以只尋找那個子集，那么情況就會變得好一些。但假如在一個`switch`語句中查找每一種類型，那么很可能錯過一個重點，使最終的代碼很難維護。在下一節中，大家會學習如何逐步對這個程序進行改進，使其顯得越來越靈活。這是在程序設計中一種非常有意義的例子。