Java基礎教程之組合(composition)

2019-11-26 15:26:36

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我們已經嘗試去定義類。定義類，就是新建了一種類型(type)。有了類，我們接著構造相應類型的對象。更進一步，每個類型還應該有一個清晰的接口(interface)，供用戶使用。

我們可以在一個新類的定義中使用其他對象。這就是組合(composition)。組合是在Java中實現程序復用(reusibility)的基本手段之一。

組合與"has-a"

一個對象是另一個對象的數據成員。比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…… 都可以是一個對象。我們可以定義一個Battery類來定義和產生電池對象。而在充電電筒的類定義中，可以用一個電池對象作為其數據成員，來代表電池部分的狀態。

我們下面定義一個Battery類，并用power來表示其電量。一個Battery的可以充電(chargeBattery)和使用(useBattery)。我們在隨后的Torch類定義中使用Battery類型的對象作為數據成員:

復制代碼代碼如下:

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對象分配內存，不可或缺。

我們定義Battery類。Torch類使用了一個Battery類型的對象(theBattery)來作為數據成員。在Torch的方法中，我們通過操縱theBattery對象的接口，來實現Battery類所提供的功能(functionality)。

我們說，一個Torch對象擁有(has-a)一個Battery對象。上述關系可以表示成:

has-a: 手電有電池 (注意上面的菱形連線)

通過組合，我們可以復用Battery相關的代碼。假如我們還有其他使用Battery的類，比如手機，計算器，我們都可以將Battery對象組合進去。這樣就不用為每個類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:

復制代碼代碼如下:

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);
    }
}

上面程序的運行結果:

Charge: 2 hours
First Turn On: 3 hours
Second Turn On: 3 hours
No more usable, must charge!

我們通過組合來使用了電池對象所提供的功能，比如探測電量是否用盡(根據useBattery()的返回值)。

基本類型

在從HelloWorld到面向對象中，我們將int, float, double, boolean等稱為基本類型(primitive type)，也就是特殊的類。我們可以將一個整數理解稱為一個int類型的對象。int類型可以有賦值、加法、減法等操作接口。普通類型可以視作對基本類型的拓展。我們已經見過了基本類型作為數據成員、方法的參數、方法的返回值和方法內部的自動變量。自然的，普通類型的對象，比如Battery和Torch類的對象，也都可以用于這些地方。

C語言中，可用的數據類型(基本上)已經預設好，比如int, float。在Java中，我們除了可以用這些預設的數據類型外，還可以通過類來定制自己想要的數據類型，然后通過組合來使用。但基本類型和普通類型還是有所區別的?；绢愋徒洺１皇褂?，且所占據內存空間不大，所以在Java中，為了效率起見，這些基本類型與普通的類型(也就是自定義的類)的內存管理方式不同。比如，基本類型一旦聲明就會被分配內存空間，而普通類型需要使用new關鍵字來分配內存空間。

Java為每個基本類型提供了相應的普通類型。比如int基本類型對應Integer類型。如果將基本類型的對象轉成相應的普通類型變量，所謂的基本類型也就成為了一般意義上的類型(不再有內存管理上的不同)。

這樣，我們對Java“一切皆對象”的理念有了更深一步的理解。

總結

組合，has-a

基本類型

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