77.JAVA编程思想——模拟垃圾回收
这个问题的本质是若将垃圾丢进单个垃圾筒，事实上是未经分类的。但在以后，某些特殊的信息必须恢复，以便对垃圾正确地归类。在最开始的解决方案中，RTTI 扮演了关键的角色。这并不是一种普通的设计，因为它增加了一个新的限制。正是这个限制使问题变得非常有趣——它更象我们在工作中碰到的那些非常麻烦的问题。这个额外的限制是：垃圾抵达垃圾回收站时，它们全都是混合在一起的。程序必须为那些垃圾的分类定出一个模型。这正是RTTI 发挥作用的地方：我们有大量不知名的垃圾，程序将正确判断出它们所属的类型。
1 代码
import java.util.*;
import
java.io.*;
abstract
class Trash {
private
doubleweight;
Trash(double
wt) {
weight =
wt;
}
abstract
doublevalue();
double weight() {
return
weight;
}
// Sums thevalue of Trash in a bin:
static
voidsumValue(Vector
bin) {
Enumeration
e = bin.elements();
double
val = 0.0f;
while (e.hasMoreElements()) {
// One kind of RTTI:
// A dynamically-checked cast
Trash t = (Trash)
e.nextElement();
// Polymorphism in action:
val +=
t.weight() * t.value();
System.out.println("weight of "+
// Using RTTI to get type
// information about the class:
t.getClass().getName() +
" = " + t.weight());
}
System.out.println("Total value = " +
val);
}
}
class Aluminum
extends Trash {
static
doubleval= 1.67f;
Aluminum(double
wt) {
super(wt);
}
double value() {
return
val;
}
static
voidvalue(doublenewval){
val =
newval;
}
}
class Paper
extends Trash {
static
doubleval= 0.10f;
Paper(double
wt) {
super(wt);
}
double value() {
return
val;
}
static
voidvalue(doublenewval){
val =
newval;
}
}
class Glass
extends Trash {
static
doubleval= 0.23f;
Glass(double
wt) {
super(wt);
}
double value() {
return
val;
}
static
voidvalue(doublenewval){
val =
newval;
}
}
public
class RecycleA {
public
staticvoidmain(String[]
args){
Vector
bin = new Vector();
// Fill up the Trash bin:
for (int
i = 0; i < 30;
i++)
switch ((int) (Math.random() * 3)) {
case 0:
bin.addElement(new Aluminum(Math.random()* 100));
break;
case 1:
bin.addElement(new Paper(Math.random()* 100));
break;
case 2:
bin.addElement(new Glass(Math.random()* 100));
}
Vector
glassBin = new Vector(),
paperBin = new
Vector(), alBin = new
Vector();
Enumeration
sorter = bin.elements();
// Sort the Trash:
while (sorter.hasMoreElements()) {
Object t =
sorter.nextElement();
// RTTI to show class membership:
if (t
instanceofAluminum)
alBin.addElement(t);
if (t
instanceofPaper)
paperBin.addElement(t);
if (t
instanceofGlass)
glassBin.addElement(t);
}
Trash.sumValue(alBin);
Trash.sumValue(paperBin);
Trash.sumValue(glassBin);
Trash.sumValue(bin);
}
} /// :~
输出：
weightof Aluminum = 40.532515411743795
weightof Aluminum = 83.38919865473446
weightof Aluminum = 73.84371640964957
weightof Aluminum = 10.474970990053
weightof Aluminum = 13.224867897242598
weightof Aluminum = 22.354321379716012
weightof Aluminum = 34.105686597783915
weightof Aluminum = 19.742978223720296
Totalvalue = 497.1059740184192
weightof Paper = 24.70794232333027
weightof Paper = 2.8129388934932553
weightof Paper = 59.3531424871936
weightof Paper = 51.30414548333662
weightof Paper = 11.990721589197884
weightof Paper = 16.510872726252746
weightof Paper = 25.420046775288142
weightof Paper = 61.07763842376982
weightof Paper = 14.077079318003804
Totalvalue = 26.725453200226895
weightof Glass = 72.73164348253516
weightof Glass = 5.011931780096724
weightof Glass = 29.81602815752583
weightof Glass = 22.072368824629862
weightof Glass = 90.15064650452305
weightof Glass = 75.33577784692417
weightof Glass = 51.91046328199902
weightof Glass = 98.00518661238358
weightof Glass = 93.25291794461366
weightof Glass = 97.80335165495947
weightof Glass = 84.00561113051397
weightof Glass = 95.97658239820241
weightof Glass = 55.76586894783563
Totalvalue = 200.52283070794394
weightof Glass = 72.73164348253516
weightof Paper = 24.70794232333027
weightof Aluminum = 40.532515411743795
weightof Aluminum = 83.38919865473446
weightof Paper = 2.8129388934932553
weightof Paper = 59.3531424871936
weightof Paper = 51.30414548333662
weightof Aluminum = 73.84371640964957
weightof Aluminum = 10.474970990053
weightof Glass = 5.011931780096724
weightof Glass = 29.81602815752583
weightof Aluminum = 13.224867897242598
weightof Glass = 22.072368824629862
weightof Glass = 90.15064650452305
weightof Paper = 11.990721589197884
weightof Glass = 75.33577784692417
weightof Aluminum = 22.354321379716012
weightof Paper = 16.510872726252746
weightof Glass = 51.91046328199902
weightof Glass = 98.00518661238358
weightof Glass = 93.25291794461366
weightof Paper = 25.420046775288142
weightof Glass = 97.80335165495947
weightof Aluminum = 34.105686597783915
weightof Aluminum = 19.742978223720296
weightof Glass = 84.00561113051397
weightof Paper = 61.07763842376982
weightof Paper = 14.077079318003804
weightof Glass = 95.97658239820241
weightof Glass = 55.76586894783563
Totalvalue = 724.35425792659
其中创建了几个Vector 对象，用于容纳Trash 句柄。当然，Vector 实际容纳的是Object（对象），所以它们最终能够容纳任何东西。之所以要它们容纳Trash（或者从Trash 衍生出来的其他东西），唯一的理由是我们需要谨慎地避免放入除Trash 以外的其他任何东西。如果真的把某些“错误”的东西置入Vector，那么不会在编译期得到出错或警告提示——只能通过运行期的一个违例知道自己已经犯了错误。
Trash 句柄加入后，它们会丢失自己的特定标识信息，只会成为简单的Object 句柄（上溯造型）。然而，由于存在多形性的因素，所以在我们通过Enumerationsorter 调用动态绑定方法时，一旦结果Object 已经造型回Trash，仍然会发生正确的行为。sumValue()也用一个Enumeration 对Vector 中的每个对象进行操作。
表面上持，先把Trash 的类型上溯造型到一个集合容纳基础类型的句柄，再回过头重新下溯造型，这似乎是一种非常愚蠢的做法。为什么不只是一开始就将垃圾置入适当的容器里呢？（事实上，这正是拨开“回收”一团迷雾的关键）。在这个程序中，我们很容易就可以换成这种做法，但在某些情况下，系统的结构及灵活性都能从下溯造型中得到极大的好处。该程序已满足了设计的初衷：它能够正常工作！只要这是个一次性的方案，就会显得非常出色。但是，真正有用的程序应该能够在任何时候解决问题。所以必须问自己这样一个问题：“如果情况发生了变化，它还能工作吗？”举个例子来说，厚纸板现在是一种非常有价值的可回收物品，那么如何把它集成到系统中呢（特别是程序很大很复杂的时候）？由于前面在switch
语句中的类型检查编码可能散布于整个程序，所以每次加入一种新类型时，都必须找到所有那些编码。若不慎遗漏一个，编译器除了指出存在一个错误之外，不能再提供任何有价值的帮助。
RTTI 在这里使用不当的关键是“每种类型都进行了测试”。如果由于类型的子集需要特殊的对待，所以只寻找那个子集，那么情况就会变得好一些。但假如在一个switch 语句中查找每一种类型，那么很可能错过一个重点，使最终的代码很难维护。在下一节中，大家会学习如何逐步对这个程序进行改进，使其显得越来越灵活。这是在程序设计中一种非常有意义的例子。