对象的容纳
8.1 数组
8.1.1 数组和第一类对象
8.1.1 数组和第一类对象
class Weeble {} // A small mythical creature
public class ArraySize {
public static void main(String[] args) {
// Arrays of objects:
Weeble[] a; // Null handle
Weeble[] b = new Weeble[5]; // Null handles
Weeble[] c = new Weeble[4];
for(int i = 0; i < c.length; i++)
c[i] = new Weeble();
Weeble[] d = {
new Weeble(), new Weeble(), new Weeble()
};
// Compile error: variable a not initialized:
//!System.out.println("a.length=" + a.length);
System.out.println("b.length = " + b.length);
// The handles inside the array are
// automatically initialized to null:
for(int i = 0; i < b.length; i++)
System.out.println("b[" + i + "]=" + b[i]);
System.out.println("c.length = " + c.length);
System.out.println("d.length = " + d.length);
a = d;
System.out.println("a.length = " + a.length);
// Java 1.1 initialization syntax:
a = new Weeble[] {
new Weeble(), new Weeble()
};
System.out.println("a.length = " + a.length);
// Arrays of primitives:
int[] e; // Null handle
int[] f = new int[5];
int[] g = new int[4];
for(int i = 0; i < g.length; i++)
g[i] = i*i;
int[] h = { 11, 47, 93 };
// Compile error: variable e not initialized:
//!System.out.println("e.length=" + e.length);
System.out.println("f.length = " + f.length);
// The primitives inside the array are
// automatically initialized to zero:
for(int i = 0; i < f.length; i++)
System.out.println("f[" + i + "]=" + f[i]);
System.out.println("g.length = " + g.length);
System.out.println("h.length = " + h.length);
e = h;
System.out.println("e.length = " + e.length);
// Java 1.1 initialization syntax:
e = new int[] { 1, 2 };
System.out.println("e.length = " + e.length);
}
} ///:~
Here’s the output from the program:
b.length = 5
b[0]=null
b[1]=null
b[2]=null
b[3]=null
b[4]=null
c.length = 4
d.length = 3
a.length = 3
a.length = 2
f.length = 5
f[0]=0
f[1]=0
f[2]=0
f[3]=0
f[4]=0
g.length = 4
h.length = 3
e.length = 3
e.length = 2
//也揭示出对象数组和基本数据类型数组在使用方法上几乎是完全一致的。唯一的差别在于对象数组容纳的是句柄，而基本数据类型数组容纳的是具体的数值
数组的返回
public class IceCream {
static String[] flav = {
"Chocolate", "Strawberry",
"Vanilla Fudge Swirl", "Mint Chip",
"Mocha Almond Fudge", "Rum Raisin",
"Praline Cream", "Mud Pie"
};
static String[] flavorSet(int n) {
// Force it to be positive & within bounds:
n = Math.abs(n) % (flav.length + 1);
String[] results = new String[n];
int[] picks = new int[n];
for(int i = 0; i < picks.length; i++)
picks[i] = -1;
for(int i = 0; i < picks.length; i++) {
retry:
while(true) {
int t =
(int)(Math.random() * flav.length);
for(int j = 0; j < i; j++)
if(picks[j] == t) continue retry;
picks[i] = t;
results[i] = flav[t];
break;
}
}
return results;
}
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 20; i++) {
System.out.println(
"flavorSet(" + i + ") = ");
String[] fl = flavorSet(flav.length);
for(int j = 0; j < fl.length; j++)
System.out.println("\t" + fl[j]);
}
}
} ///:~
//注意当flavorSet()随机挑选香料的时候，它需要保证以前出现过的一次随机选择不会再次出现。为达到这个目的，它使用了一个无限while循环，不断地作出随机选择，直到发现未在picks数组里出现过的一个元素为止（当然，也可以进行字串比较，检查随机选择是否在results数组里出现过，但字串比较的效率比较低）。若成功，就添加这个元素，并中断循环（break），再查找下一个（i值会递增）。但假若t是一个已在picks里出现过的数组，就用标签式的continue往回跳两级，强制选择一个新t。用一个调试程序可以很清楚地看到这个过程。
8.2 集合
8.2.1 缺点：类型未知
(1) 将一个对象句柄置入集合时，由于类型信息会被抛弃，所以任何类型的对象都可进入我们的集合——即便特别指示它只能容纳特定类型的对象。举个例子来说，虽然指示它只能容纳猫，但事实上任何人都可以把一条狗扔进来。
(2) 由于类型信息不复存在，所以集合能肯定的唯一事情就是自己容纳的是指向一个对象的句柄。正式使用它之前，必须对其进行造型，使其具有正确的类型。
import java.util.*;
class Cat {
private int catNumber;
Cat(int i) {
catNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Cat #" + catNumber);
}
}
class Dog {
private int dogNumber;
Dog(int i) {
dogNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Dog #" + dogNumber);
}
}
public class CatsAndDogs {
public static void main(String[] args) {
Vector cats = new Vector();
for(int i = 0; i < 7; i++)
cats.addElement(new Cat(i));
// Not a problem to add a dog to cats:
cats.addElement(new Dog(7));
for(int i = 0; i < cats.size(); i++)
((Cat)cats.elementAt(i)).print();
// Dog is detected only at run-time
}
} ///:~
1. 错误有时并不显露出来
import java.util.*;
class Mouse {
private int mouseNumber;
Mouse(int i) {
mouseNumber = i;
}
// Magic method:
public String toString() {
return "This is Mouse #" + mouseNumber;
}
void print(String msg) {
if(msg != null) System.out.println(msg);
System.out.println(
"Mouse number " + mouseNumber);
}
}
class MouseTrap {
static void caughtYa(Object m) {
Mouse mouse = (Mouse)m; // Cast from Object
mouse.print("Caught one!");
}
}
public class WorksAnyway {
public static void main(String[] args) {
Vector mice = new Vector();
for(int i = 0; i < 3; i++)
mice.addElement(new Mouse(i));
for(int i = 0; i < mice.size(); i++) {
// No cast necessary, automatic call
// to Object.toString():
System.out.println(
"Free mouse: " + mice.elementAt(i));
MouseTrap.caughtYa(mice.elementAt(i));
}
}
} ///:~
生成能自动判别类型的Vector
import java.util.*;
class Gopher {
private int gopherNumber;
Gopher(int i) {
gopherNumber = i;
}
void print(String msg) {
if(msg != null) System.out.println(msg);
System.out.println(
"Gopher number " + gopherNumber);
}
}
class GopherTrap {
static void caughtYa(Gopher g) {
g.print("Caught one!");
}
}
class GopherVector {
private Vector v = new Vector();
public void addElement(Gopher m) {
v.addElement(m);
}
public Gopher elementAt(int index) {
return (Gopher)v.elementAt(index);
}
public int size() { return v.size(); }
public static void main(String[] args) {
GopherVector gophers = new GopherVector();
for(int i = 0; i < 3; i++)
gophers.addElement(new Gopher(i));
for(int i = 0; i < gophers.size(); i++)
GopherTrap.caughtYa(gophers.elementAt(i));
}
} ///:~
8.3 枚举器（反复器）
(1) 用一个名为elements()的方法要求集合为我们提供一个Enumeration。我们首次调用它的nextElement()时，这个Enumeration会返回序列中的第一个元素。
(2) 用nextElement()获得下一个对象。
(3) 用hasMoreElements()检查序列中是否还有更多的对象。
import java.util.*;
class Cat2 {
private int catNumber;
Cat2(int i) {
catNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Cat number " +catNumber);
}
}
class Dog2 {
private int dogNumber;
Dog2(int i) {
dogNumber = i;
}
void print() {
System.out.println("Dog number " +dogNumber);
}
}
public class CatsAndDogs2 {
public static void main(String[] args) {
Vector cats = new Vector();
for(int i = 0; i < 7; i++)
cats.addElement(new Cat2(i));
// Not a problem to add a dog to cats:
cats.addElement(new Dog2(7));
Enumeration e = cats.elements();
while(e.hasMoreElements())
((Cat2)e.nextElement()).print();
// Dog is detected only at run-time
}
} ///:~
标准Java 1.0和1.1库配套提供了非常少的一系列集合类。但对于自己的大多数编程要求，它们基本上都能胜任。正如大家到本章末尾会看到的，Java 1.2提供的是一套重新设计过的大型集合库。
8.4.1 Vector
Vector的用法很简单，这已在前面的例子中得到了证明。尽管我们大多数时候只需用addElement()插入对象，用elementAt()一次提取一个对象，并用elements()获得对序列的一个“枚举”。但仍有其他一系列方法是非常有用的。同我们对于Java库惯常的做法一样，在这里并不使用或讲述所有这些方法。但请务必阅读相应的电子文档，对它们的工作有一个大概的认识。
1. 崩溃Java
Java标准集合里包含了toString()方法，所以它们能生成自己的String表达方式，包括它们容纳的对象。例如在Vector中，toString()会在Vector的各个元素中步进和遍历，并为每个元素调用toString()。假定我们现在想打印出自己类的地址。看起来似乎简单地引用this即可（特别是C++程序员有这样做的倾向）：
//: CrashJava.java
// One way to crash Java
import java.util.*;
public class CrashJava {
public String toString() {
return "CrashJava address: " + this + "\n";
}
public static void main(String[] args) {
Vector v = new Vector();
for(int i = 0; i < 10; i++)
v.addElement(new CrashJava());
System.out.println(v);
}
} ///:~
若只是简单地创建一个CrashJava对象，并将其打印出来，就会得到无穷无尽的一系列违例错误。然而，假如将CrashJava对象置入一个Vector，并象这里演示的那样打印Vector，就不会出现什么错误提示，甚至连一个违例都不会出现。此时Java只是简单地崩溃（但至少它没有崩溃我的操作系统）。这已在Java 1.1中测试通过。
此时发生的是字串的自动类型转换。当我们使用下述语句时：
"CrashJava address: " + this
编译器就在一个字串后面发现了一个“+”以及好象并非字串的其他东西，所以它会试图将this转换成一个字串。转换时调用的是toString()，后者会产生一个递归调用。若在一个Vector内出现这种事情，看起来堆栈就会溢出，同时违例控制机制根本没有机会作出响应。
若确实想在这种情况下打印出对象的地址，解决方案就是调用Object的toString方法。此时就不必加入this，只需使用super.toString()。当然，采取这种做法也有一个前提：我们必须从Object直接继承，或者没有一个父类覆盖了toString方法。
8.4.2 BitSet
import java.util.*;
public class Bits {
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random();
// Take the LSB of nextInt():
byte bt = (byte)rand.nextInt();
BitSet bb = new BitSet();
for(int i = 7; i >=0; i--)
if(((1 << i) & bt) != 0)
bb.set(i);
else
bb.clear(i);
System.out.println("byte value: " + bt);
printBitSet(bb);
short st = (short)rand.nextInt();
BitSet bs = new BitSet();
for(int i = 15; i >=0; i--)
if(((1 << i) & st) != 0)
bs.set(i);
else
bs.clear(i);
System.out.println("short value: " + st);
printBitSet(bs);
int it = rand.nextInt();
BitSet bi = new BitSet();
for(int i = 31; i >=0; i--)
if(((1 << i) & it) != 0)
bi.set(i);
else
bi.clear(i);
System.out.println("int value: " + it);
printBitSet(bi);
// Test bitsets >= 64 bits:
BitSet b127 = new BitSet();
b127.set(127);
System.out.println("set bit 127: " + b127);
BitSet b255 = new BitSet(65);
b255.set(255);
System.out.println("set bit 255: " + b255);
BitSet b1023 = new BitSet(512);
// Without the following, an exception is thrown
// in the Java 1.0 implementation of BitSet:
// b1023.set(1023);
b1023.set(1024);
System.out.println("set bit 1023: " + b1023);
}
static void printBitSet(BitSet b) {
System.out.println("bits: " + b);
String bbits = new String();
for(int j = 0; j < b.size() ; j++)
bbits += (b.get(j) ? "1" : "0");
System.out.println("bit pattern: " + bbits);
}
} ///:~
byte value: 33
bits: {0, 5}
bit pattern: 1000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
short value: -24868
bits: {2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 15}
bit pattern: 0011101101111001000000000000000000000000000000000000000000000000
int value: 2106481388
bits: {2, 3, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30}
bit pattern: 0011011101011010011100011011111000000000000000000000000000000000
set bit 127: {127}
set bit 255: {255}
set bit 1023: {1024}
8.4.4 Hashtable
import java.util.*;
class Counter {
int i = 1;
public String toString() {
return Integer.toString(i);
}
}
class Statistics {
public static void main(String[] args) {
Hashtable ht = new Hashtable();
for(int i = 0; i < 10000; i++) {
// Produce a number between 0 and 20:
Integer r =
new Integer((int)(Math.random() * 20));
if(ht.containsKey(r))
((Counter)ht.get(r)).i++;
else
ht.put(r, new Counter());
}
System.out.println(ht);
}
} ///:~
创建“关键”类
import java.util.*;
class Groundhog2 {
int ghNumber;
Groundhog2(int n) { ghNumber = n; }
public int hashCode() { return ghNumber; }
public boolean equals(Object o) {
return (o instanceof Groundhog2)
&& (ghNumber == ((Groundhog2)o).ghNumber);
}
}
public class SpringDetector2 {
public static void main(String[] args) {
Hashtable ht = new Hashtable();
for(int i = 0; i < 10; i++)
ht.put(new Groundhog2(i),new Prediction());
System.out.println("ht = " + ht + "\n");
System.out.println(
"Looking up prediction for groundhog #3:");
Groundhog2 gh = new Groundhog2(3);
if(ht.containsKey(gh))
System.out.println((Prediction)ht.get(gh));
}
} ///:~