《Thinking in Java》中文版第二章万物皆对象

虽然Java是建立在C++之上的,但它是一个更为“纯粹”的面向对象的语言。 C++和Java都是混合语言,但是Java的软件设计师们并不认为这种混合性会像它在C++里那么重要。混合语言能让你用多种风格进行编程; C++之所以要成为一种混合语言,是因为它必须为C提供向后兼容。由于C++是C语言的超集,所以它包括了许多C语言的一些不怎么得人心的特性,从某些方面讲这些东西让C++变得复杂得过了头。

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致读者我从2002年7月开始翻译这本书,当时还是第二版。但是翻完前言和介绍部分后, chinapub就登出广告,说要出版侯捷的译本。于是我中止了翻译,等着侯先生的作品。我是第一时间买的这本书,但是我失望了。比起第一版,我终于能看懂这本书了,但是相比我的预期,它还是差一点。所以当 Bruce eckel在他的网站上公开本书的第三版的时候,我决定把它翻译出来。说说容易,做做难。一本1000多页的书不是那么容易翻的。期间我也曾打过退堂鼓,但最终还是全部翻译出来了。从今年的两月初起,到7月底,我几乎放弃了所有的业余时间,全身心地投入本书的翻译之中。应该说,这项工作的难度超出了我的想像。首先,读一本书和翻译一本书完全是两码事。英语与中文是两种不同的语言用英语说得很畅的句子,翻成中文之后就完全破了相。有时我得花好几分钟, 用中文重述一句我能用几秒钟读懂的句子。更何况作为读者,一两句话没搞懂,并不影响你理解整本书,但对译者来说,这就不一样了其次,这是一本讲英语的人写给讲英语的人的书,所以同很多要照顾非英语读者的技术文档不同,它在用词,句式方面非常随意。英语读者会很欣赏这点,但是对外国读者来说,这就是负担了。再有, Bruce eckel这样的大牛人,写了1000多页,如果都让你读懂,他岂不是太没面子?所以,书里还有一些很有“禅意”的句子。比如那句著名的“The genesis of the computer revolution was in a machine. The genesis of our programming languages thus tends to look like that machine.”我就一直没吃准该怎么翻译。我想大概没人能吃准,说不定 Bruce要的就是这个效果这是一本公认的名著,作者在技术上的造诣无可挑剔。而作为译者,我的编程能力差了很多。再加上上面讲的这些原因,使得我不得不格外的谨慎。当我重读初稿的时候,我发现需要修改的地方实在太多了。因此,我不能现在就公开全部译稿,我只能公开已经修改过的部分。不过这不是最终的版本,我还会继续修订的。本来,我准备到10月份,等我修改完前7章之后再公开。但是,我发现我又有点要放弃了,因此我决定给自己一点压力,现在就公开。以后,我将修改完章就公开一章,请关注www.wgqgh.com/shags/tii.htm 如果你觉得好,请给告诉我,你的鼓励是我工作的动力;如果你觉得不好,那就更应该告诉我了,我会参考你的意见作修改的。我希望能通过这种方法,译出一本配得上原著的书。 2003年9月8日第1页共26页

2:万物皆对象虽然Java是建立在C++之上的,但它是一个更为“纯粹”的面向对象的语言。 C++和Java都是混合语言,但是Java的软件设计师们并不认为这种混合性会像它在C++里那么重要。混合语言能让你用多种风格进行编程: C++之所以要成为一种混合语言,是因为它必须为C提供向后兼容。由于C++是C语言的超集,所以它包括了许多C语言的一些不怎么得人心的特性,从某些方面讲这些东西让C++变得复杂得过了头。 java语言假定你只需要使用面向对象的编程方法。这就意味着,你必须在开始之前就把脑筋转到面向对象的世界(除非你已经身在其中了)。把精力花在这个地方的好处就是,你能用一种较其它OOP语言更易学易用的编程语言进行开发。本章,我们会先学习Java程序的基本组成,然后会看到Java的一切,甚至Java程序本身都是对象用 reference操控对象每种编程语言都有它自己的操控数据的方法。有时程序员必须时刻记着他们正在进行何种操控。你是在直接操控对象呢,还是通过一些间接的表示方法(就是C或C++的指针),用特殊的语法进行操控呢? Java把这一切都简化了。你可以用一种前后一致的语法,把一切都当对象来处理。虽然你把一切都“当作”对象,但实际上你所操控的那个标识符是对象的“ reference”。o你可以把它想成一个带遥控器 ( reference)的电视机(对象)。只要你还拿着 reference,你就还连着电视机,但是当有人说“换台”或是“把声音调低点”的时候,你操控的实际上是那个 reference,然后再让它去和那个对象打交道。如果你想在房间里走一走,那么带上遥控器/ reference就行了,不必扛着电视机。此外,即便没有电视机,遥控器也能独立存在。也就是说, reference并不一定要连着对象。所以,如果要保存一个单词或句子,只要创建一个 String的 reference就行了: string s 但是你创建的“只是”一个 reference,而不是对象。如果你现在就往s 送消息,那么你将会得到一个错误(在运行的时候),因为s实际上并没有连到任何东西(没有电视机)。比较安全的做法是,创建 reference的时候就对它进行初始化 String s ="asdf"i 第2页共26页

不过这里用到了Java的一个特有的特性:字符串可以用以引号括起来的文字进行初始化。通常情况下,你必须用一种更为通用的方法对对象进行初始化你必须创建所有的对象创建完 reference之后,你就得往上面连新的对象了。大体上,你得用 new关键词来作这件事。关键词new的意思是,“给我创建一个新的那种类型的对象。”所以在上述例程中,你可以用: String s new String("asdf " 它不仅表示“给我创建一个新的 String”,而且还用字符串参数告诉它 “如何”制作这个 String。当然, String并不是唯一的类。Java还带了很多现成的类。更重要的是你还可以创建你自己的类。实际上,Java编程基本上就是在创建类,而这正是本书要教给你的数据存在哪里对程序运行时各部分是如何展开的—特别是内存是如何分配的,作一个直观的描述还是很有必要的。数据可以存储在以下六个地方: 1.寄存器( registers)。这是反映最快的存储,因为它所处位置不同:在处理器里。不过寄存器的数量非常有限,所以它是由编译器分配的。你非但不能直接控制寄存器,甚至连它存在的证据也找不到栈( stack)。位于“常规内存区( general random- access memory area)”里, 处理器可以通过栈指针( stack pointer)对它进行直接访问。栈指针向下移就创建了新的存储空间,向上移就释放内存空间。这是仅次于寄存器的最快、最有效率的分配内存的方法。由于Jaa编译器必须生成能控制栈指针上移和下移的代码,所以程序编译的时候,那些将被存储在栈中的数据的大小和生命周期必须是已知的。这使得程序的灵活性收到了限制,所以尽管Java把某些数据——特别是对象的 reference存放在栈里, 但对象本身并没有放在栈里。 3.堆(heap)。这是一段“多用途的内存池”( general- purpose pool of memory,也在内存里面),所有Java对象都保存在这里。同栈不同,堆的优点是,分配空间的时候,编译器无需知道该分配多少空间,或者这些数据会在堆里呆多长时间。因此使用堆的空间会比较灵活。只要你想创建对象,用new就行了,程序执行的时候自会在堆里分配空间。当然第3页共26页

你得为这种灵活性付出代价,分配堆的存储空间要比分配栈的慢一些(假如你能像C++那样在栈里创建对象的话)。 4.静态存储( (static storage)。“静态”在这里的意思就是“在固定的位置” (尽管它还是在RAM里面)。静态存储里面的数据在整个程序的运行期间都能访问到。你可以用 static关键词来指明对象中的某个元素是静态的,但是Java对象本身是决不会放到静态存储中去的。 5.固定存储( constant storage。常量值通常直接放在程序里,这样它们就不会被改动了,因而也更安全。有时常量还能为自己设置界限,这样在嵌入式系统中,你就能选择是不是把它们放到ROM里面去 6.非内存的存储(Non- RAM Storage)。如果数据完全独立于程序,那么即使程序不运行,它也应该也还在;即使程序失去了对数据的控制,它也仍然还在。两个最主要的例子是“流对象( streamed object)”和“ persistent 对象( persistent object)”。大致上说,前者是一种会被送往另一台机器的,由对象转化而成的字节流;而后者则是保存在磁盘上的,能在程序中止之后仍保存对象状态的文件。这类存储的奥妙就在于,对象被转化成了某种能保存在其它介质上的东西,但是要用的时候,又能在内存里重建。Java提供了“轻量级 persistence( lightweight persistence)”的支持。未来Java可能会提供更为完整的 persistence的支持特例: primitive类型有一种编程时会经常用到的数据类型,会被当作特例来处理。你可以把它想成“ primitive(原始)”类型。之所以要把它单独列出来,是因为用 new创建对象——特别是像简单变量之类的小对象的时候,效率不是太高,因为它们都是放在堆里的。对于这类数据,Java承袭了C和C++ 的办法。也就是说,这个变量不是用new来创建的,相反,这里所创建的是一个“非 reference”的“自动”变量。这个变量保存着值,并且存储在栈中,因而效率会比较高 Java决定了每种 primitive类型的大小。它不会像其它语言那样,随机器架构的不同而不同。这种变量大小的一致性是Java程序可移植的基础 Primitive类型大小「最小「最大 Wrapper类型 boolean Boolean char 16-bit Unicode o Unicode 216-1 Character byte 8-bit-128 +127 Byte short 16-bit-2 15 +215-1 Short int 32-bt-2 31-1 Integer long 64-bit-2 Long float 32-bit IEEE754 IEEE754 Float double 64-bit IEEE754 IEEE754 Double 第4页共26页

其中的哪些已经没有 reference指着了。然后它会释放那些没有 reference指着的对象所占据的内存,这样内存就能被新的对象用了。这就是说你永远也不必为重新申请内存而操心。你只要创建对象就行了,用完之后它们自会离开。这样就彻底解决了因程序员忘了释放内存而产生的,所谓“内存泄漏( memory leak)”的编程问题了。创建新的数据类型:类如果万物皆对象,那么特定类型的对象的特征和行为又是由什么决定的呢?换言之,类是由什么组成的?或许你会想应该有一个叫“type”的关键词,当然这种想法很有道理。然而长久以来,绝大多数的面向对象的语言都用了 class这个关键词,它的意思是“现在我要告诉你这种新类型的对象都有些什么特征。” class关键词(这个词太常用了,所以本书的后面部分就不再用黑体字表示了)后面跟着新类型的名字。例如 class ATypeName i / Class body goes here */ 尽管类的正文部分只是一段注释(星斜杠以及在它们中间的东西,后面会讲到的),但是这已经是一种新的类型了。虽然没什么大用,但是你可以用new来创建这种类型的对象: ATypeName a new ATypeName ( 但是除非你为它定义一些方法,否则你没法让它去作更多的事情(也就是,你不能向它发送任何有意义的消息)。数据成员与方法你定义类的时候(ava编程要做的就是定义类,创建这些类的对象, 然后再向这些对象发送消息),你可以往类里放两种元素:数据(feld, 有时也被称为数据成员),以及方法( method,有时也被称为成员函数 member function)。数据可以是任何类型的,能通过 reference进行操控的对象。它也可以是任何一种 primitive数据(这时它就不是 reference了)。如果它是一个对象的 reference,那么你就必须用一种被称为构造函数( constructor会在第4章详细讲述)的特殊方法对它进行初始化,这样才能确保将它连上一个真实的对象(用new,就像前面看到的)。如果这是个 primitive数据,那么你可以在定义的时候直接对它进行初始化。(过一会就能看到, reference也可以在定义时进行初始化。) 每个对象都会保存它自己的数据成员;数据成员不能共享。下面就是一个带数据成员的类第8页共26页

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