JAVA语言系列（一）：对象

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1. 抽象

人们所能够解决的问题的复杂性取决于抽象的类型和质量

抽象的类型是指所抽象的是什么

• 汇编语言是对底层机器的轻微抽象
• 命令式语言（BASIC,C）等解决问题是基于计算机的结构，是对汇编语言的抽象。
• 只针对待解决问题建模，如LISP
• 面向对象的方式，根据问题来描述问题，而不是根据运行解决方案的计算机来描述问题，如JAVA

面向对象方式：程序可以通过添加新类型的对象使自身适用于某个特定问题。编译器像对待内置类型一样地对它们进行类型检查。

• 不会受限于任何特定的问题。
• 将问题空间（如一项业务）中的元素及其在解空间（如计算机）中的表示称为对象。程序设计的挑战在于问题空间的元素和解空间的对象之间创建一对一的映射。
• 对象有状态（内部数据），行为（方法）和标识（内存中的唯一地址）。
• 所有的对象都是唯一的，具有相同特性和行为的对象所属同一个类型。
• 类描述了具有相同特性（数据元素）和行为（功能）的对象集合。

五个特性：

• 万物皆对象
• 程序是对象的集合，它们通过发消息来告知彼此要做的。
• 每个对象都有自己的由其他对象所构成的存储。
• 每个对象都拥有其类型。
• 某一个特定类型的所有对象都可以接收同样的消息。

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2. 对象

对象的接口：接口确定了对某一特定对象所能发出的请求。每个请求都有一个方法与之关联，向对象发送请求时，与之关联的方法就会被调用。
对象是服务提供者：程序向用户提供服务，它通过调用其他对象提供的服务来实现这一目的。
对象的内聚性：每个对象可以很好地完成一项任务，但是并不试图做更多的事情。
访问控制：为了让客户端程序员无法触及他们不该触及的部分。允许类创建者可以改变类内部的工作方式而不担心影响到客户端程序员。
对象的创建：JAVA采用动态内存分配，在堆中动态创建对象。存储空间是动态管理，因此需要更多的时间用于分配存储空间。
对象的回收：堆上的对象编译器对于其生命周期一无所知，java的垃圾回收机制被用于处理内存释放问题。垃圾回收机制受益于JAVA的单根继承和只能以一种方式创建对象这两个特性。

代码复用：

• 组合（has-a）：直接将类的一个对象置于某个新类中。成员对象通常声明为private，使得类创建者可以在不干扰现有客户端代码的情况下，修改这些成员。可以在运行时修改这些成员对象，以实现动态修改程序的行为（spring中自动注入需要的对象）。
• 聚合：如果组合是动态发生的，通常称为聚合。
• 继承：使用基类型和导出类型表示类型之间的相似性。导出类型包括现有类型的所有成员（private被隐藏起来），具备相同的基础接口。经常把一个对象不当做它所属的特定类型来对待，而是将其当做基类型来对待。

继承：

• 基类与导出类之间的差异：可以直接通过添加新方法（应当考虑是否基类也需要这些方法）；可以改变现有基类的方法（称为覆盖）
• 纯粹替代（is-a关系）：导出类只覆盖基类的方法，可以用一个导出类对象完全替代基类对象。
• 扩展接口（is-like-a关系）：导出类添加了新的接口元素，基类对新添加的接口一无所知。
• 单根继承：所有的类最终继承自单一的基本类型Object，保证所有的对象都具备某些功能，所有的对象都能够在堆上创建，参数传递也得到简化，使得垃圾回收更加容易。

多态：

• 编译器在编译时并不能知道要处理的确切类型，会期望编译结果是调用基类的版本，而多态保证了代码能够正确执行导出类的版本。
• 向上转型：将导出类看做是基类的过程。
• 前期绑定：编译器产生一个具体函数名字的调用，而在运行时将这个调用解析到被执行代码的绝对地址。
• 后期绑定：当向对象发送消息时，被调用的代码直到运行时才能确定，编译器确保被调用方法的存在，并对调用参数和返回值执行类型检查（无法提供该保证的语言称为弱类型，如python）。java使用一小段特殊的代码来替代绝对地址调用，这段代码使用在对象中存储的信息来计算方法体的地址。
• c++中的virtual显式声明了后期绑定，java的动态绑定是默认行为。

容器：在任何时候都可以扩充自己以容纳置于其中的所有对象

• List用于存储序列，Map用于建立对象间的关联，Set不含重复对象，以及队列，树，堆栈等。
• 不同容器提供了不同的接口和外部行为。
• 具有相同接口和外部行为的不同容器可能对于某些操作有不同的效率。如ArrayList和LinkedList，ArrayList擅长随机访问元素，LinkedList擅长插入元素。可以在构建时使用LinkedList，优化系统性能使用LinkedList，List接口使得容器转换更加容易。
• 向下转型：java 5之前，容器中存储对象都是Object，使用时需要向下转型，会进行运行时检查。
• 参数化类型机制（范型）：编译器可以自动定制作用于特定类型上的类，如定制一个直接纳shape类型对象的容器。避免了向下转型消除了犯错误的可能。

异常处理：将错误处理置于编程语言

• 异常是一种对象，从错误地点被抛出，并被相应的异常处理器捕获。
• 异常处理与正常执行路径是并行的，不需要定期的检查错误。
• 异常不能被忽略，保证一定会在在某处得到处理。
• 异常提供了一种从错误进行可靠回复的路径。

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其他注意

待更新