欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  Java

Java中关于复合机制的详解

程序员文章站 2022-04-25 11:06:41
...
这篇文章主要介绍了java 中复合机制的实例详解的相关资料,希望通过本文大家能了解继承和复合的区别并应用复合这种机制,需要的朋友可以参考下

java 中复合机制的实例详解

继承的缺陷

继承的缺陷是由它过于强大的功能所导致的。继承使得子类依赖于超类的实现,从这一点来说,就不符合封装的原则。
一旦超类随着版本的发布而有所变化,子类就有可能遭到破坏,即使它的代码完全没有改变。

为了说明的更加具体,假设我们现在程序中使用到了HashSet,我们需要增加一个功能,去统计这个HashSet自创建以来一共曾经添加过多少元素。

在还不知道继承的缺陷的情况下,我们设计了一个类,继承了HashSet,添加了一个属性addCount来进行统计,并且复写了add和addAll方法,在方法里面修改addCount的值,

代码如下:


public class InstrumentedHashSet<E> extends HashSet<E> { 
  // The number of attempted element insertions 
  private int addCount = 0; 
 
  public InstrumentedHashSet() { 
  } 
 
  public InstrumentedHashSet(int initCap, float loadFactor) { 
    super(initCap, loadFactor); 
  } 
 
  @Override public boolean add(E e) { 
    addCount++; 
    return super.add(e); 
  } 
 
  @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { 
    addCount += c.size(); 
    return super.addAll(c); 
  } 
 
  public int getAddCount() { 
    return addCount; 
  } 
 
}

这个类看起了合情合理,但是它并不能正常工作,执行这段代码:


public static void main(String[] args) { 
  InstrumentedHashSet<String> s = 
    new InstrumentedHashSet<String>(); 
  s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));   
  System.out.println(s.getAddCount()); // expect 3 but 6 
}

因为只插入了三个元素,我们期望getAddCount方法应该返回3,然后事实却是返回6,哪里出错了?

其实,在HashSet内部,addAll方法是基于add方法来实现的,因此,使用addAll添加三个元素,会调用一次addAll,三次add。
再看看我们复写的方法,也就明白为什么getAddCount返回6了。

当然,你会说,既然HashSet是这样实现的,那么我们就不要复写addAll方法就行了。是的,没错。

但是这样虽然可以正常工作,但是它的正确性却依赖于这样的事实:HashSet的addll方法是在add方法上实现的。

一旦超类修改了实现细节,我们的功能就会有可能受影响。

总的来说,继承存在三个天然缺陷,这些缺陷会导致软件非常脆弱:

1) 子类如果调用了父类的方法,那么就会对父类形成依赖,一旦父类做了改动,子类就很可能不能正常工作。
2) 如果父类新增了方法,而子类恰好已经提供了一个签名相同但是返回值不同的方法,那么子类将无法通过编译。
3) 在不应该继承的时候使用继承,会暴露不必要的API给子类。这一点,Java平台就犯过错,典型的例子就是Properties继承了HashTable,这是不合理的,属性列表不是散列表,但是Java代码里的Properties却继承了HashTable,导致用户创建Properties实例后,有put和setProperties两个方法,有get和getProperties两个方法,而put和get方法是不应该给用户暴露的。
因为在Properties里,key和value都应该是String,而HashMap可以是其他类型甚至是对象。


public class TestProperty { 
  public static void main(String[] args) { 
    Properties properties = new Properties(); 
    properties.setProperty("aaa", "aaa"); 
    properties.put("aaa", new TestPropertyObj()); 
    System.out.println(properties.getProperty("aaa")); // null 
    System.out.println(properties.get("aaa")); // com.hzy.effjava.chp3.item16.TestProperty$TestPropertyObj@5f4fcc96 
  } 
  static class TestPropertyObj { 
     
  } 
}

复合 继承的替代方案

上一节讲了继承的缺陷,这一节就让我们来看看解决这个问题的方案——复合。

首先我们需要一个持有Set对象的一个类,这个类实现了Set接口,实现方法里调用了所持有的Set对象的对应的方法,因此我们也叫它转发类:


public class ForwardingSet<E> implements Set<E> { 
  private final Set<E> s; 
  public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s; } 
 
  public void clear()        { s.clear();      } 
  public boolean contains(Object o) { return s.contains(o); } 
  public boolean isEmpty()     { return s.isEmpty();  } 
  public int size()         { return s.size();   } 
  public Iterator<E> iterator()   { return s.iterator(); } 
  public boolean add(E e)      { return s.add(e);   } 
  public boolean remove(Object o)  { return s.remove(o);  } 
  public boolean containsAll(Collection<?> c) 
                  { return s.containsAll(c); } 
  public boolean addAll(Collection<? extends E> c) 
                  { return s.addAll(c);   } 
  public boolean removeAll(Collection<?> c) 
                  { return s.removeAll(c);  } 
  public boolean retainAll(Collection<?> c) 
                  { return s.retainAll(c);  } 
  public Object[] toArray()     { return s.toArray(); } 
  public <T> T[] toArray(T[] a)   { return s.toArray(a); } 
  @Override public boolean equals(Object o) 
                    { return s.equals(o); } 
  @Override public int hashCode()  { return s.hashCode(); } 
  @Override public String toString() { return s.toString(); } 
}

接着,我们就可以设计具有统计功能的类了,只需要去继承我们刚刚创建的转发类,然后统计的逻辑代码的编写即可:


public class InstrumentedSet<E> extends ForwardingSet<E> { 
  private int addCount = 0; 
 
  public InstrumentedSet(Set<E> s) { 
    super(s); 
  } 
 
  @Override public boolean add(E e) { 
    addCount++; 
    return super.add(e); 
  } 
  @Override public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { 
    addCount += c.size(); 
    return super.addAll(c); 
  } 
  public int getAddCount() { 
    return addCount; 
  } 
 
  public static void main(String[] args) { 
    InstrumentedSet<String> s = 
      new InstrumentedSet<String>(new HashSet<String>()); 
    s.addAll(Arrays.asList("Snap", "Crackle", "Pop"));   
    System.out.println(s.getAddCount()); 
  } 
}

这样的实现方式,避免了上一节讲的所有问题,由于不使用继承,它不依赖于超类的实现逻辑,也不用担心超类新增新的方法对我们的影响。

而且这样写还有一个好处,这个类可以给所有实现了Set接口的类添加统计功能,而不仅仅是HashSet,还包括TreeSet等其他Set。

其实,这就是装饰模式,InstrumentedSet对Set进行了修饰,给它增加了计数属性。

总结

继承会破坏类的封装性,导致子类非常脆弱,容易受到破坏。

使用复合的方式,对超类进行修饰,使得子类更加的健壮,同时功能更加强大。

以上就是Java中关于复合机制的详解的详细内容,更多请关注其它相关文章!