清单1:使类和成员的可访问性最小化
这个原则,其实就是我们常说的“封装”,也是软件设计的基本原则之一。
类之间,隐藏内部数据和实现细节,只通过API进行通信。
信息隐藏的好处:模块可独立开发测试优化,并行开发,降低大型系统的风险等。
清单2: final不一定不可变
很多人容易把final跟不可变划上等号,但是,final限制的只是引用不可变,
也就是说,一个final数组,你不能把它指向另一个数组,但是你可以修改数组的元素。
看下面这段代码,TestFinal提供了一个final的数组,然后以为final了就无敌了,自以为是的加了public修饰符
public class TestFinal {
public static final String[] VALUES = {"1","2","3"};
}
接着,Test类来调用了
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = {"1","2","3"};
// TestFinal.VALUES = arr; // cannot be assigned because of final
TestFinal.VALUES[0] = "11"; // but u can change the sub item
}
}
它修改了TestFinal的final数组的角标为0的元素,而且还修改成功了。
那么,要怎样做,才能既对外提供这个数组的访问权限,又让外界不能修改数组的子元素呢?
一种方法是使用Collections.unmodifiableList暴露一个不可修改的List
public class TestFinal {
private static final String[] PRIVATE_VALUES = {"1","2","3"};
public static final List<String> VALUES = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES));
}
这样外界在修改的时候会抛出java.lang.UnsupportedOperationException
另一种方法是提供一个get方法,返回一个clone对象
public class TestFinal {
private static final String[] PRIVATE_VALUES = {"1","2","3"};
public String[] getValues()
{
return PRIVATE_VALUES.clone();
}
}
清单3 使类的可变性最小化
不可变类是实例不能被修改的类,这种类具有天然的线程安全特性,不需要同步,也不需要进行保护性拷贝。
设计一个不可变类的四条规则:
1) 不提供任何修改对象状态的方法
2) 把类声明为final,保证不被扩展
3) 把所有的域都声明为final,这样可以更清楚的表明意图
4) 使所有域都是private
不可变类唯一的缺点就是,对于每个不同的值都需要创建一个单独的对象,性能差。比如String,因此,对于不可变类,我们一般都会提供一个可变配套类,比如String对应的可变配套类就是StringBuilder和StringBuffer。
清单4 复合优先于继承
继承有一个天然的缺陷,子类依赖于超类的特定功能,和清单1所提到的封装相违背,而包装模式的复合,则可以解决这个问题。
清单5 要么为继承而设计,并提供文档说明,要么就禁止继承
既然继承有清单4所讲的缺陷,那么就不要轻易提供继承的能力。
禁止继承的两种方法:
1)把类声明为final
2)构造器私有或者包级私有
清单6 构造器不能调用可被覆盖的方法
为直观说明这个原则,下面举个例子:
有个类违法了这个原则:
public class Super {
// Broken - constructor invokes an overridable method
public Super() {
overrideMe();
}
public void overrideMe() {
}
}
然后下面这个子类覆盖了overrideMe方法:
import java.util.*;
public final class Sub extends Super {
private final Date date; // Blank final, set by constructor
Sub() {
date = new Date();
}
// Overriding method invoked by superclass constructor
@Override public void overrideMe() {
System.out.println(date);
}
public static void main(String[] args) {
Sub sub = new Sub();
sub.overrideMe();
}
}
由于超类的构造器会在子类构造器之前执行,因此会有两次打印,而且第一次打印的是null,因为父类构造器先于子类构造器执行,如果这里调用了date的方法,那么就会导致NullPointer异常。
清单7 类层次优于标签类
在面向过程的编码中,常常会使用标签,当标签等于某个值的时候,是一种代码逻辑,当标签等于另一个值的时候,执行另一套逻辑。
而这种标签的方式,在面向对象的Java里面,都应该被抽取为超类和子类。
举个简单的例子,下面是一个标签类,可以表示圆形或者矩形:
class Figure {
enum Shape { RECTANGLE, CIRCLE };
// Tag field - the shape of this figure
final Shape shape;
// These fields are used only if shape is RECTANGLE
double length;
double width;
// This field is used only if shape is CIRCLE
double radius;
// Constructor for circle
Figure(double radius) {
shape = Shape.CIRCLE;
this.radius = radius;
}
// Constructor for rectangle
Figure(double length, double width) {
shape = Shape.RECTANGLE;
this.length = length;
this.width = width;
}
double area() {
switch(shape) {
case RECTANGLE:
return length * width;
case CIRCLE:
return Math.PI * (radius * radius);
default:
throw new AssertionError();
}
}
}
可以看到,代码里充斥这各种枚举和条件语句,一旦要新增类型,修改时很容易遗漏。
用Java面向对象的思维,改造一下:
// Class hierarchy replacement for a tagged class
abstract class Figure {
abstract double area();
}
class Circle extends Figure {
final double radius;
Circle(double radius) { this.radius = radius; }
double area() { return Math.PI * (radius * radius); }
}
class Rectangle extends Figure {
final double length;
final double width;
Rectangle(double length, double width) {
this.length = length;
this.width = width;
}
double area() { return length * width; }
}
改造后的代码,简单清楚,而且很容易扩展。
清单8 接口优先于抽象类
接口和抽象类都可以让实现或者继承它们的类,具有某些特定的函数模板。
和抽象类相比,接口具有以下优势:
1)一个类可以实现多个接口,但是却只能继承一个类。想一下,假如Comparable接口当初被设计为一个抽象类了,那由于Java的单继承的特点,我们很多客户端的代码就都无法做到Comparable了。
2)接口可以实现非层次结构的类型框架
清单7里讲到了层次结构,但是,我们常常会遇到非层次结构的类型,比如歌唱家和作曲家,这俩就是非层次结构的,因为有的歌唱家本身也是作曲家。这就只能用接口来实现了,因为Java给了接口一个特权——接口可以多继承。
你可以这样做:
public interface Singer {
String sing();
}
public interface Singer {
String sing();
}
public interface SingerSongwriter extends Singer, SongWriter {
}
当然,抽象类也有它的优势:
1)抽象类可以包含一些方法的具体实现,接口不行。 如果使用接口,一般都要提供一个骨架实现类,客户端可以去继承这个骨架实现类来使用方法的具体实现。
2)抽象类的演变比接口的演变要容易得多。抽象类可以随意添加新的方法,但是接口不行,一旦接口新增了方法,之前实现了这个接口的类就无法编译通过。
总结一下:
接口通常是定义允许多个实现的类型的最佳选择。但是,当演进的容易性被更重视,或者说,后续修改的可能性更大时,这种情况下,就应该使用抽象类。
以上八条清单,希望可以给你带来帮助。