《面向对象技术与方法》08、类与对象之三

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第八讲 类与对象（III） • • • •
复习引用与对象概念 对象复制：深或浅 对象复制：实现 ★★★ 对象的深比较和浅比较 ★
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8.1 引用与对象
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变量的类型是type，对象的类型是class
用户自定义类型只能是class或interface。
public int int int }
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解决深复制的问题
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问题1：递归对象造成死循环
解决方法：在复制过程中设置一个表格登记哪些对象已经复制过。 ⇒ 已复制过的子对象不必再复制，只需调整引用的指向即可。
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问题2：复制了不必要的数据结构
解决方法：由于应用程序员才了解对象的深层结构，须由程序员编码。 ⇒ 如果系统提供深复制，则应有能力回调程序员编写的代码。 ⇒ 在OOP中通常通过重定义（override）某个约定的方法来实现。
无论如何理解，对象作为参数的传递效果总是按引用调用。 ⇒ 优点：高效（因为无需制作副本）。 ⇒ 缺点：不安全（方法调用有副作用）。 只有对象引用的复制，不会发生对象实例的复制。
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用final修饰对象参数
仍无法摆脱方法调用的副作用。 ⇒ 仅仅保证了对象引用没有副作用。 ⇒ 对象实例本身仍有副作用：状态可能被改变！
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在重定义的clone()方 在重定义的clone()方 法中复制对象的完整结构 法中复制对象的完整结构 ... public Object clone() { CloneMap temp = null; try { temp = (CloneMap) super.clone(); temp.map = (java.util.HashMap) map.clone(); } catch(CloneNotSupportedException exc) { // assert false } return temp; } ... 这里没有throw语 这里没有throw语 句也不会有编译错误 句也不会有编译错误 如果每一子对象都有 如果每一子对象都有 clone()方法，则会为复制对象的 clone()方法，则会为复制对象的 完整结构带来很大便利。 完整结构带来很大便利。
class MyDate { day; month; year;
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声明引用类型的变量（简称引用）
它只能指向与MyDate兼容的对象实例。 声明引用时，只分配了存放地址的那些空间，对象本身的空间尚未分配。
MyDate myBirth, yourBirth; MyDate today;
today JVM并未 JVM并未 规定引用的 规定引用的 内部结构 内部结构
myBirth.day = 26; myBirth.month = 11; yourBirth.year = 1976;
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8.2 对象复制：深或浅
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什么时候需要复制对象？ 什么是复合对象？ 深复制与浅复制的区别 深复制可能存在的问题
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什么时候复制对象？
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显式地赋值
hisHouse
还算不上对象复制 还算不上对象复制 （复制的是引用） （复制的是引用）
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浅复制的结果
:Room :House :Table
myHouse
room1 room2 price 32.5 :House :Room :Chair
hisHouse
room1 room2 price 32.5 通常逐位复制即可 通常逐位复制即可 （bitwise copy） （bitwise copy）
myHouse
room1 room2 price 32.5 :Room :Chair
又称对象图 又称对象图 （object graph） （object graph）
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•
无复制（引用复制）的结果
:Room :House :Table
myHouse
room1 room2 price 32.5 :Room :Chair
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按值传递对象（OBV）
让方法体获得一个与实参对象无关的本地对象。 ⇒ 优点：安全（方法调用不再有副作用）。 ⇒ 缺点：低效（需要制作副本、更多的手工编程）。
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复合对象
•
什么是复合对象？
复合对象（compound object）：对象中还包含了其他对象的引用。 ⇒ C++以对象而不是对象指针声明的子对象还不算复合对象。
如果都遵循本模式， 如果都遵循本模式， 则最终用的都是Object 则最终用的都是Object 类的clone()方法。 类的clone()方法。
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public class CloneValue implements Cloneable { private int value; public CloneValue(int val) { value = val; } public Object clone() { try { return super.clone(); } catch(CloneNotSupportedException exc) { // assert false throw new InternalError(); 这里没有throw语 这里没有throw语 } 句会导致编译错误 句会导致编译错误 } missing return statement missing return statement public int get() { return value; } public static void main(String[] args) { CloneValue source = new CloneValue(99); CloneValue target = (CloneValue) source.clone(); System.out.println(target.get()); } }
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对于仅有基本类型数据 对于仅有基本类型数据 成员的非复合对象而言， 成员的非复合对象而言， 浅复制已足够了。 浅复制已足够了。
• 编程模式
对于每一个需要采用浅复制策略的类： 声明支持Cloneable接口。 class A implements Cloneable { ... } 重定义（override）父类的clone()方法。 访问控制从protected改为public； 在clone()方法捕获异常，使之不再抛出异常； 在方法体中直接调用父类的clone()方法：super.clone()。 客户程序调用对象的clone()方法复制得到一个对象副本。 须将返回结果显式转换为所需的对象类型。 A a2 = (A) a1.clone();
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浅复制对象
• 接口Cloneable
是一个全空的接口，仅用于表征类的特性（当作一个标记）。 实现该接口的类通常会重定义父类的clone()方法。 ⇒ 所有类都是Object类的派生类（single root）！ ⇒ 但这不是Java语言的约束（不这样做编译器也不报错）。
• 类Object
该类定义的clone()方法采用浅复制策略，以本地（native）方法实现。 protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { ... } 返回类型： Object，须由程序员显式转换为所需要对象类型。 抛出异常： CloneNotSupportedException － 对象不支持Cloneable接口 OutOfMemoryError － 对象复制时无足够内存
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深复制对象
•
ห้องสมุดไป่ตู้
什么时候浅复制就够了？
① 非复合对象（所有数据成员均为基本类型）。 ② 只读对象（要求所有别名都是只读的）。
•
如何实现深复制？
重定义clone()方法时需要做更多的工作。 ⇒ 在clone()方法中复制整个对象的深层结构。 ⇒ 程序员自己完全了解对象的深层结构，并且知道哪些该复制！
today = new MyDate();
第2步：关联 第2步：关联
today
第1步 第1步
???? 0 0 0
today day month year
0x01abcdef
第2步 第2步
day month year
0 0 0
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•
访问对象的成员
仅当引用指向一个对象实例时，才可访问该对象的成员。 ⇒ 数据成员与方法成员都可以访问。 ⇒ 须接受访问控制（access control）的约束。
????
JVM采用32位寻址 JVM采用32位寻址
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还要注意 还要注意 默认初始值 默认初始值
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创建对象实例并建立与引用的关联
UDT：只有Class可以创建对象实例，Interface不可创建对象实例。 程序只能通过引用来操纵对象实例，故建立两者的关联不可或缺。 创建对象时分配对象本身所需占用的空间。 第1步：创建 第1步：创建
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深复制的结果
:House
:Room
:Table
myHouse
room1 room2 price 32.5 :House :Room :Table :Room :Chair
hisHouse
room1 room2 price 32.5 :Room :Chair
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深复制可能出现的问题
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直接将一个对象的状态复制到另一个对象。
状态复制 状态复制
对象初始化
用一个现有对象的状态确定一个新建对象的状态。
对象作为参数传递
对象的按值调用（Object By Value，简称OBV）。
制作副本 制作副本
对象作为返回值