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提高Java代碼可重用性的3個(gè)措施

[摘要]本文介紹了三種修改現(xiàn)有代碼提高其可重用性的方法,它們分別是:改寫類的實(shí)例方法,把參數(shù)類型改成接口,選擇最簡(jiǎn)單的參數(shù)接口類型。 措施一:改寫類的實(shí)例方法 通過類繼承實(shí)現(xiàn)代碼重用不是精確的代碼重用技術(shù),因此它并不是最理想的代碼重用機(jī)制。換句話說,如果不繼承整個(gè)類的所有方法和數(shù)據(jù)成員,我們無法重用該...
本文介紹了三種修改現(xiàn)有代碼提高其可重用性的方法,它們分別是:改寫類的實(shí)例方法,把參數(shù)類型改成接口,選擇最簡(jiǎn)單的參數(shù)接口類型。 

措施一:改寫類的實(shí)例方法 
通過類繼承實(shí)現(xiàn)代碼重用不是精確的代碼重用技術(shù),因此它并不是最理想的代碼重用機(jī)制。換句話說,如果不繼承整個(gè)類的所有方法和數(shù)據(jù)成員,我們無法重用該類里面的單個(gè)方法。繼承總是帶來一些多余的方法和數(shù)據(jù)成員,它們總是使得重用類里面某個(gè)方法的代碼復(fù)雜化。另外,派生類對(duì)父類的依賴關(guān)系也使得代碼進(jìn)一步復(fù)雜化:對(duì)父類的改動(dòng)可能影響子類;修改父類或者子類中的任意一個(gè)類時(shí),我們很難記得哪一個(gè)方法被子類覆蓋、哪一個(gè)方法沒有被子類覆蓋;最后,子類中的覆蓋方法是否要調(diào)用父類中的對(duì)應(yīng)方法有時(shí)并不顯而易見。 

任何方法,只要它執(zhí)行的是某個(gè)單一概念的任務(wù),就其本身而言,它就應(yīng)該是首選的可重用代碼。為了重用這種代碼,我們必須回歸到面向過程的編程模式,把類的實(shí)例方法移出成為全局性的過程。為了提高這種過程的可重用性,過程代碼應(yīng)該象靜態(tài)工具方法一樣編寫:它只能使用自己的輸入?yún)?shù),只能調(diào)用其他全局性的過程,不能使用任何非局部的變量。這種對(duì)外部依賴關(guān)系的限制簡(jiǎn)化了過程的應(yīng)用,使得過程能夠方便地用于任何地方。當(dāng)然,由于這種組織方式總是使得代碼具有更清晰的結(jié)構(gòu),即使是不考慮重用性的代碼也同樣能夠從中獲益。 

在Java中,方法不能脫離類而單獨(dú)存在。為此,我們可以把相關(guān)的過程組織成為獨(dú)立的類,并把這些過程定義為公用靜態(tài)方法。 

例如,對(duì)于下面這個(gè)類: 

class Polygon {


public int getPerimeter() {...} 
public boolean isConvex() {...}
public boolean containsPoint(Point p) {...} 




我們可以把它改寫成: 

class Polygon {


public int getPerimeter() {return pPolygon.computePerimeter(this);}
public boolean isConvex() {return pPolygon.isConvex(this);} 
public boolean containsPoint(Point p) {return pPolygon.containsPoint(this, p);} 
.


其中,pPolygon是: 

class pPolygon { 
static public int computePerimeter(Polygon polygon) {...} 
static public boolean isConvex(Polygon polygon) {...} 
static public boolean 
containsPoint(Polygon polygon, Point p) {...} 


從類的名字pPolygon可以看出,該類所封裝的過程主要與Polygon類型的對(duì)象有關(guān)。名字前面的p表示該類的唯一目的是組織公用靜態(tài)過程。在Java中,類的名字以小寫字母開頭是一種非標(biāo)準(zhǔn)的做法,但象pPloygon這樣的類事實(shí)上并不提供普通Java類的功能。也就是說,它并不代表著一類對(duì)象,它只是Java語言組織代碼的一種機(jī)制。 

在上面這個(gè)例子中,改動(dòng)代碼的最終效果是使得應(yīng)用Polygon功能的客戶代碼不必再?gòu)腜olygon繼承。Polygon類的功能現(xiàn)在已經(jīng)由pPolygon類以過程為單位提供?蛻舸a只使用自己需要的代碼,無需關(guān)心Polygon類中自己不需要的功能。但它并不意味著在這種新式過程化編程中類的作用有所削弱。恰恰相反,在組織和封裝對(duì)象數(shù)據(jù)成員的過程中,類起到了不可或缺的作用,而且正如本文接下來所介紹的,類通過多重接口實(shí)現(xiàn)多態(tài)性的能力本身也帶來了卓越的代碼重用支持。然而,由于用實(shí)例方法封裝代碼功能并不是首選的代碼重用手段,所以通過類繼承達(dá)到代碼重用和多態(tài)性支持也不是最理想的。 

措施二:把參數(shù)類型改成接口 
正如Allen Holub在《Build User Interfaces for Object-Oriented Systems》中所指出的,在面向?qū)ο缶幊讨,代碼重用真正的要點(diǎn)在于通過接口參數(shù)類型利用多態(tài)性,而不是通過類繼承: 

“……我們通過對(duì)接口而不是對(duì)類編程達(dá)到代碼重用的目的。如果某個(gè)方法的所有參數(shù)都是對(duì)一些已知接口的引用,那么這個(gè)方法就能夠操作這樣一些對(duì)象:當(dāng)我們編寫方法的代碼時(shí),這些對(duì)象的類甚至還不存在。從技術(shù)上說,可重用的是方法,而不是傳遞給方法的對(duì)象。” 

在“措施一”得到的結(jié)果上應(yīng)用Holub的看法,當(dāng)某塊代碼能夠編寫為獨(dú)立的全局過程時(shí),只要把它所有類形式的參數(shù)改為接口形式,我們就可以進(jìn)一步提高它的可重用能力。經(jīng)過這個(gè)改動(dòng)之后,過程的參數(shù)可以是實(shí)現(xiàn)了該接口的所有類的對(duì)象,而不僅僅是原來的類所創(chuàng)建的對(duì)象。由此,過程將能夠?qū)赡艽嬖诘拇罅康膶?duì)象類型進(jìn)行操作。 

例如,假設(shè)有這樣一個(gè)全局靜態(tài)方法: 

static public boolean contains(Rectangle rect, int x, int y) {...} 

這個(gè)方法用于檢查指定的點(diǎn)是否包含在矩形里面。在這個(gè)例子中,rect參數(shù)的類型可以從Rectangle類改變?yōu)榻涌陬愋,如下所示?nbsp;

static public boolean contains(Rectangular rect, int x, int y) {...} 

而Rectangular接口的定義是: 

public interface Rectangular {Rectangle getBounds();} 

現(xiàn)在,所有可以描述為矩形的類(即,實(shí)現(xiàn)了Rectangular接口的類)所創(chuàng)建的對(duì)象都可以作為提供給pRectangular.contains()的rect參數(shù)。通過放寬參數(shù)類型的限制,我們使方法具有更好的可重用性。 

不過,對(duì)于上面這個(gè)例子,Rectangular接口的getBounds方法返回Rectangle,你可能會(huì)懷疑這么做是否真正值得。換言之,如果我們知道傳入過程的對(duì)象會(huì)在被調(diào)用時(shí)返回一個(gè)Rectangle,為什么不直接傳入Rectangle取代接口類型呢?之所以不這么做,最重要的原因與集合有關(guān)。讓我們假設(shè)有這樣一個(gè)方法: 
[page_break]static public boolean areAnyOverlapping(Collection rects) {...} 

該方法用于檢查給定集合中的任意矩形對(duì)象是否重疊。在這個(gè)方法的內(nèi)部,當(dāng)我們用循環(huán)依次訪問集合中的各個(gè)對(duì)象時(shí),如果我們不能把對(duì)象cast成為Rectangular之類的接口類型,又如何能夠訪問對(duì)象的矩形區(qū)域呢?唯一的選擇是把對(duì)象cast成為它特有的類形式(我們知道它有一個(gè)方法可以返回矩形),它意味著方法必須事先知道它所操作的對(duì)象類型,從而使得方法的重用只限于那幾種對(duì)象類型。而這正是前面這個(gè)措施力圖先行避免的問題! 

措施三:選擇最簡(jiǎn)單的參數(shù)接口類型 
在實(shí)施第二個(gè)措施時(shí),應(yīng)該選用哪一種接口類型來取代給定的類形式?答案是哪一個(gè)接口完全滿足過程對(duì)參數(shù)的需求,同時(shí)又具有最少的多余代碼和數(shù)據(jù)。描述參數(shù)對(duì)象要求的接口越簡(jiǎn)單,其他類實(shí)現(xiàn)該接口的機(jī)會(huì)就越大——由此,其對(duì)象能夠作為參數(shù)使用的類也越多。從下面這個(gè)例子可以很容易地看出這一點(diǎn): 

static public boolean areOverlapping(Window window1, Window window2) {...} 

這個(gè)方法用于檢查兩個(gè)窗口(假定是矩形窗口)是否重疊。如果這個(gè)方法只要求從參數(shù)獲得兩個(gè)窗口的矩形坐標(biāo),此時(shí)相應(yīng)地簡(jiǎn)化這兩個(gè)參數(shù)是一種更好的選擇: 

static public boolean areOverlapping(Rectangular rect1, Rectangular rect2) {...} 

上面的代碼假定Window類型實(shí)現(xiàn)了Rectangular接口。經(jīng)過改動(dòng)之后,對(duì)于任何矩形對(duì)象我們都可以重用該方法的功能。 

有些時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)描述參數(shù)需求的接口擁有太多方法的情況。此時(shí),我們應(yīng)該在全局名稱空間中定義一個(gè)新的公共接口供其他面臨同一問題的代碼重用。 

當(dāng)我們需要象使用C語言中的函數(shù)指針一樣使用參數(shù)時(shí),創(chuàng)建唯一的接口描述參數(shù)需求是最好的選擇。例如,假設(shè)有下面這個(gè)過程: 

static public void sort(List list, SortComparison comp) {...} 

該方法運(yùn)用參數(shù)中提供的比較對(duì)象comp,通過比較給定列表list中的對(duì)象排序list列表。sort對(duì)comp對(duì)象的唯一要求是要調(diào)用一個(gè)方法進(jìn)行比較。因此,SortComparison應(yīng)該是只帶有一個(gè)方法的接口: 

public interface SortComparison {
boolean comesBefore(Object a, Object b);


SortComparison接口的唯一目的在于為sort提供一個(gè)它所需功能的鉤子,因此SortComparison接口不能在其他地方重用。 

總而言之,本文三個(gè)措施適合于改造現(xiàn)有的、按照面向?qū)ο髴T例編寫的代碼。這三個(gè)措施與面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)結(jié)合就得到了一種可在以后編寫代碼時(shí)使用的新式代碼編寫技術(shù),它能夠簡(jiǎn)化方法的復(fù)雜性和依賴關(guān)系,同時(shí)提高方法的可重用能力和內(nèi)部凝聚力。 

當(dāng)然,這里的三個(gè)措施不能用于那些天生就不適合重用的代碼。不適合重用的代碼通常出現(xiàn)在應(yīng)用的表現(xiàn)層。例如,創(chuàng)建程序用戶界面的代碼,以及聯(lián)結(jié)到輸入事件的控制代碼,都屬于那種在程序和程序之間千差萬別的代碼,這種代碼幾乎不可能重用。