我們已經嘗試去定義類。定義類,就是新建了一種類型(type)。有了類,我們接著構造相應類型的對象。更進一步,每個類型還應該有一個清晰的接口(interface),供用戶使用。
我們可以在一個新類的定義中使用其他對象。這就是組合(composition)。組合是在Java中實現程序復用(reusibility)的基本手段之一。
組合與"has-a"
一個對象是另一個對象的數據成員。比如我們看之前提到的充電電筒的例子:
一個充電電筒中的電池、LED燈、按鈕…… 都可以是一個對象。我們可以定義一個Battery類來定義和產生電池對象。而在充電電筒的類定義中,可以用一個電池對象作為其數據成員,來代表電池部分的狀態。
我們下面定義一個Battery類,並用power來表示其電量。一個Battery的可以充電(chargeBattery)和使用(useBattery)。我們在隨後的Torch類定義中使用Battery類型的對象作為數據成員:
代碼如下:
class Battery
{
public void chargeBattery(double p)
{
if (this.power < 1.) {
this.power = this.power + p;
}
}
public boolean useBattery(double p)
{
if (this.power >= p) {
this.power = this.power - p;
return true;
}
else {
this.power = 0.0;
return false;
}
}
private double power = 0.0;
}
class Torch
{
/**
* 10% power per hour use
* warning when out of power
*/
public void turnOn(int hours)
{
boolean usable;
usable = this.theBattery.useBattery( hours*0.1 );
if (usable != true) {
System.out.println("No more usable, must charge!");
}
}
/**
* 20% power per hour charge
*/
public void charge(int hours)
{
this.theBattery.chargeBattery( hours*0.2 );
}
/**
* composition
*/
private Battery theBattery = new Battery();
}
上面的new為theBattery對象分配內存,不可或缺。
我們定義Battery類。Torch類使用了一個Battery類型的對象(theBattery)來作為數據成員。在Torch的方法中,我們通過操縱theBattery對象的接口,來實現Battery類所提供的功能(functionality)。
我們說,一個Torch對象擁有(has-a)一個Battery對象。上述關系可以表示成:
has-a: 手電有電池 (注意上面的菱形連線)
通過組合,我們可以復用Battery相關的代碼。假如我們還有其他使用Battery的類,比如手機,計算器,我們都可以將Battery對象組合進去。這樣就不用為每個類單獨編寫相關功能了。
我們可以增加一個Test類,看看實際效果:
代碼如下:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Torch aTorch = new Torch();
System.out.println("Charge: 2 hours");
aTorch.charge(2);
System.out.println("First Turn On: 3 hours");
aTorch.turnOn(3);
System.out.println("Second Turn On: 3 hours");
aTorch.turnOn(3);
}
}
上面程序的運行結果:
Charge: 2 hours
First Turn On: 3 hours
Second Turn On: 3 hours
No more usable, must charge!
我們通過組合來使用了電池對象所提供的功能,比如探測電量是否用盡(根據useBattery()的返回值)。
基本類型
在從HelloWorld到面向對象中,我們將int, float, double, boolean等稱為基本類型(primitive type),也就是特殊的類。我們可以將一個整數理解稱為一個int類型的對象。int類型可以有賦值、加法、減法等操作接口。普通類型可以視作對基本類型的拓展。我們已經見過了基本類型作為數據成員、方法的參數、方法的返回值和方法內部的自動變量。自然的,普通類型的對象,比如Battery和Torch類的對象,也都可以用於這些地方。
C語言中,可用的數據類型(基本上)已經預設好,比如int, float。在Java中,我們除了可以用這些預設的數據類型外,還可以通過類來定制自己想要的數據類型,然後通過組合來使用。但基本類型和普通類型還是有所區別的。基本類型經常被使用,且所占據內存空間不大,所以在Java中,為了效率起見,這些基本類型與普通的類型(也就是自定義的類)的內存管理方式不同。比如,基本類型一旦聲明就會被分配內存空間,而普通類型需要使用new關鍵字來分配內存空間。
Java為每個基本類型提供了相應的普通類型。比如int基本類型對應Integer類型。如果將基本類型的對象轉成相應的普通類型變量,所謂的基本類型也就成為了一般意義上的類型(不再有內存管理上的不同)。
這樣,我們對Java“一切皆對象”的理念有了更深一步的理解。
總結
組合,has-a
基本類型