我們已經嘗試去定義類別。定義類,就是新建了一種類型(type)。有了類,我們接著建構對應類型的物件。更進一步,每個類型也應該有一個清晰的介面(interface),供使用者使用。
我們可以在一個新類別的定義中使用其他物件。這就是組合(composition)。組合是在Java中實現程式復用(reusibility)的基本手段之一。
組合與"has-a"
一個物件是另一個物件的資料成員。例如我們看之前提到的充電電筒的例子:
一個充電電筒中的電池、LED燈、按鈕… 都可以是一個物件。我們可以定義一個Battery類別來定義和產生電池物件。而在充電電筒的類別定義中,可以用一個電池物件作為其資料成員,來代表電池部分的狀態。
我們下面定義一個Battery類,並用power來表示其電量。一個Battery的可以充電(chargeBattery)和使用(useBattery)。我們在隨後的Torch類別定義中使用Battery類型的物件作為資料成員:
複製代碼代碼如下:
class Battery
{
public void chargeBattery(double p)
{
if (this.power < 1.) {
this.power = this.power + p;
}
}
public boolean useBattery(double p)
{
if (this.power >= p) {
this.power = this.power - p;
return true;
}
else {
this.power = 0.0;
return false;
}
}
private double power = 0.0;
}
class Torch
{
/**
* 10% power per hour use
* warning when out of power
*/
public void turnOn(int hours)
{
boolean usable;
usable = this.theBattery.useBattery( hours*0.1 );
if (usable != true) {
System.out.println("No more usable, must charge!");
}
}
/**
* 20% power per hour charge
*/
public void charge(int hours)
{
this.theBattery.chargeBattery( hours*0.2 );
}
/**
* composition
*/
private Battery theBattery = new Battery();
}
上面的new為theBattery物件分配內存,不可或缺。
我們定義Battery類別。 Torch類別使用了一個Battery類型的物件(theBattery)來作為資料成員。在Torch的方法中,我們透過操縱theBattery物件的接口,來實現Battery類別所提供的功能(functionality)。
我們說,一個Torch物件擁有(has-a)一個Battery物件。上述關係可以表示成:
has-a: 手電筒有電池(注意上面的菱形連線)
透過組合,我們可以重複使用Battery相關的程式碼。假如我們還有其他使用Battery的類,例如手機,計算器,我們都可以將Battery物件組合進去。這樣就不用為每個類別單獨編寫相關功能了。
我們可以增加一個Test類,看看實際效果:
複製代碼代碼如下:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Torch aTorch = new Torch();
System.out.println("Charge: 2 hours");
aTorch.charge(2);
System.out.println("First Turn On: 3 hours");
aTorch.turnOn(3);
System.out.println("Second Turn On: 3 hours");
aTorch.turnOn(3);
}
}
上面程式的運行結果:
Charge: 2 hours
First Turn On: 3 hours
Second Turn On: 3 hours
No more usable, must charge!
我們透過組合來使用了電池物件所提供的功能,例如探測電量是否用盡(根據useBattery()的回傳值)。
基本類型
在從HelloWorld到物件導向中,我們將int, float, double, boolean等稱為基本型別(primitive type),也就是特殊的類別。我們可以將一個整數理解稱為一個int型別的物件。 int型別可以有賦值、加法、減法等操作介面。普通類型可以視為基本類型的拓展。我們已經見過了基本類型作為資料成員、方法的參數、方法的傳回值和方法內部的自動變數。自然的,普通類型的對象,例如Battery和Torch類的對象,也都可以用於這些地方。
C語言中,可用的資料型別(基本上)已經預設好,例如int, float。在Java中,我們除了可以用這些預設的資料類型外,還可以透過類別來自訂自己想要的資料類型,然後透過組合來使用。但基本型別和普通型別還是有所區別的。基本型別常被使用,且所佔據記憶體空間不大,所以在Java中,為了效率起見,這些基本型別與普通的型別(也就是自訂的類別)的記憶體管理方式不同。例如,基本型別一旦聲明就會被分配記憶體空間,而普通型別需要使用new關鍵字來分配記憶體空間。
Java為每個基本型別提供了對應的普通型別。例如int基本型別對應Integer型別。如果將基本型別的物件轉成對應的普通型別變量,所謂的基本型別也就成為了一般意義上的型別(不再有記憶體管理上的不同)。
這樣,我們對Java「一切皆對象」的理念有了更深入的理解。
總結
組合,has-a
基本類型