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对java嵌套类的讨论(上)


  摘要:与字段和方法类似,java允许类是其它类的成员。在这里,我们将嵌套类分为4种--嵌套顶级类(nested top-level classes),成员内部类(instance inner classes),本地内部类(local inner classes)和匿名内部类(anonymous inner classes)。
  在教授java时,我经常发现学生尝试在方法中声明其它的方法。不过,与pascal语言不同--pascal允许嵌套声明过程procedures(与方法类似),而java是不允许这样做的。对于以下的代码,尝试在outermethod()中声明innermethod()方法,编译时将会通不过。
  void outermethod ()
  {
  void innermethod ()
  {
  }
  }
  不过,由java语言规范1.1开始,java就支持类嵌套;java编译器允许一个类出现在另一个类中。以下的代码段就展示了如何在outerclass类中嵌套innerclass类。
  class outerclass
  {
  class innerclass
  {
  }
  }
  为什么java支持类嵌套,还有java支持哪些类嵌套?以下的部分将会回答这些问题,当你读完这篇文章,你就会学习到类嵌套的相关知识,并且运用它来写出强大的java程序。首先我们先来看一下为什么java支持类嵌套。
  注意:在发布jdk1.1后,sun发布了内部类规范的文档。该文档谈到嵌套顶级类和内部类的运用。在读完这篇文章后,我强烈建议你浏览这些文档。
  为什么java支持类嵌套?
  java并非一定要支持类嵌套。实际上,如果你看过内部类规范文档,你将会发现类嵌套的应用在哪里。不过,java支持类嵌套至少有两个好处:
  .令源代码更加清晰
  .减少命名的冲突
  通过类嵌套可以令源代码变得更为清楚,因为你声明了一个包含有一些对象的类,它必须可以管理和允许类中的方法来直接访问对象的字段,以及调用对象的方法--即使是外部类中的私有字段和方法。要理解这个好处,可用以下的一个例子说明,在这个程序中要循环遍历一个employee对象中的job对象:
  listing 1. jobiterator1.java
  // jobiterator1.java
  class job
  {
  private string jobtitle;
  job (string jobtitle)
  {
  this.jobtitle = jobtitle;
  }
  public string tostring ()
  {
  return jobtitle;
  }
  }
  class employee
  {
  private string name;
  private job [] jobs;
  private int jobindex = 0;
  employee (string name, job [] jobs)
  {
  this.name = name;
  this.jobs = jobs;
  }
  string getname ()
  {
  return name;
  }
  boolean hasmorejobs ()
  {
  return jobindex < jobs.length;
  }
  job nextjob ()
  {
  return !hasmorejobs () ? null : jobs [jobindex++];
  }
  }
  class jobiterator1
  {
  public static void main (string [] args)
  {
  job [] jobs = { new job ("janitor"), new job ("delivery person") };
  employee e = new employee ("john doe", jobs);
  system.out.println (e.getname () + " works the following jobs:/n");
  while (e.hasmorejobs ())
  system.out.println (e.nextjob ());
  }
  }
  运行后, jobiterator1产生如下的输出:
  john doe works the following jobs:
  
     janitor
     delivery person
  jobiterator1包含有job, employee和jobiterator1类。job封装了一个job的title,而employee封装了一个员工的名字以及该员工所做工作的一个数组。jobiterator1包含有一个main()的方法用来创建job和employee对象,并且打印出该员工的名字和工作。
  employee类中包含有方法hasmorejobs()和nextjob()。这两个方法构成了一个循环。当一个employee对象初始化时,在私有jobs数组中的一个内部索引被设置为0。如果该索引的值比jobs数组的长度少,hasmorejobs()方法返回一个布尔值true。nextjob()使用该索引值由数组中返回一个job对象--并且增加该索引的值,以便下一次调用nextjob()时返回下一个job对象的一个引用。
  jobiterator1类在设计上有一些问题。首先,在循环结束后你不能重新启动一个循环。当然,你可以很容易地解决这个问题,只要employee类加入一个reset()方法就可以了,该方法将jobindex设置为0。第二个问题更加严重,你不能为一个employee创建多个循环。这是由于hasmorejobs()和nextjob()方法已经写死在employee中了。要解决这两个问题,开发者可以声明一个循环类,它的对象可以循环jobs数组。在循环结束后,程序可以通过创建一个新的循环对象来启动一个新的循环。同样,通过创建多个循环对象,一个程序可以在同一个employee对象的jobs数组上执行多个循环。列表2的程序为我们展示了一个名字为jobiterator的循环类:
  listing 2. jobiterator2.java
  // jobiterator2.java
  class job
  {
  private string jobtitle;
  
  job (string jobtitle)
  {
  this.jobtitle = jobtitle;
  }
  public string tostring ()
  {
  return jobtitle;
  }
  }
  class employee
  {
  private string name;
  private job [] jobs;
  employee (string name, job [] jobs)
  {
  this.name = name;
  this.jobs = jobs;
  }
  string getname ()
  {
  return name;
  }
  jobiterator getjobiterator ()
  {
  return new jobiterator (jobs);
  }
  }
  class jobiterator
  {
  private job [] jobs;
  private int jobindex = 0;
  jobiterator (job [] jobs)
  {
  this.jobs = jobs;
  }
  boolean hasmorejobs ()
  {
  return jobindex < jobs.length;
  }
  job nextjob ()
  {
  return !hasmorejobs () ? null : jobs [jobindex++];
  }
  }
  class jobiterator2
  {
  public static void main (string [] args)
  {
  job [] jobs = { new job ("janitor"), new job ("delivery person") };
  employee e = new employee ("john doe", jobs);
  system.out.println (e.getname () + " works the following jobs:/n");
  jobiterator ji = e.getjobiterator ();
  while (ji.hasmorejobs ())
  system.out.println (ji.nextjob ());
  }
  }
  jobiterator2的输出和jobiterator1一样,但有所不同的是,jobiterator2将循环的代码由employee转移到jobiterator。还有,employee声明了一个getjobiterator()的方法,可返回一个新的jobiterator对象引用。要注意到jobiterator和 employee是紧耦合的类:jobiterator的构造器需要一个employee私有jobs数组的引用。我们要记下这个耦合关系,因为它为理解类嵌套内部的工作提供了一个线索。
  虽然jobiterator2很方便地解决了jobiterator1的问题,但这个新的程序又引入了一个新问题:由于新加入了一个和employee类处在同一级的jobiterator类,这样将来就不能在同一级的源文件中加入一个普遍的jobiterator接口。因为在源文件的同一级中,你不同拥有同样名字的两个类/接口。虽然在我们的例子中这不是一个严重的问题,但是在重要的程序中,有些情况下必须在同一个源文件中使用相同名字的类/接口。要令那些名字共存,你必须认识到一些类完全依赖其它的类。你应该在其依赖的类中声明这些类。列表3展示了如何在一个employee类中声明一个jobiterator类--jobiterator依赖employee类。
  listing 3. jobiterator3.java
  
  // jobiterator3.java
  
  class job
  {
  private string jobtitle;
  
  job (string jobtitle)
  {
  this.jobtitle = jobtitle;
  }
  
  public string tostring ()
  {
  return jobtitle;
  }
  }
  
  class employee
  {
  private string name;
  private job [] jobs;
  
  employee (string name, job [] jobs)
  {
  this.name = name;
  this.jobs = jobs;
  }
  
  string getname ()
  {
  return name;
  }
  
  jobiterator getjobiterator ()
  {
  return new jobiterator ();
  }
  
  class jobiterator
  {
  private int jobindex = 0;
  
  public boolean hasmorejobs ()
  {
  return jobindex < jobs.length;
  }
  
  public object nextjob ()
  {
  return !hasmorejobs () ? null : jobs [jobindex++];
  }
  }
  }
  class jobiterator3
  {
  public static void main (string [] args)
  {
  job [] jobs = { new job ("janitor"), new job ("delivery person") };
  employee e = new employee ("john doe", jobs);
  system.out.println (e.getname () + " works the following jobs:/n");
  employee.jobiterator eji = e.getjobiterator ();
  while (eji.hasmorejobs ())
  system.out.println (eji.nextjob ());
  }
  }
  jobiterator3的输出和jobiterator1、jobiterator2的一样,它使用了类嵌套:employee

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