EffectiveJava——类层次优于标签类

Posted 2020-07-26 极客挖掘机

标签类：

有时候，可能会遇到带有两种甚至更多钟风格的类的实例的类，并包含表示实例风格的（tag）域。例如下面这个类，它能够表示圆形或者矩形：

/**
 * 类层次优先与标签类
 * @author weishiyao
 *
 */
// Tagged class - vastly inferior to a class hierarchy
public class Figure1{
	enum Shape {
		RECTANGLE,
		CIRCLE
	}
	
	// Tag field - the shape of this figure
	final Shape shape;
	
	// These field are use only if shape if RECTANGLE
	double length;
	double width;
	
	// This field is use only if shape is CIRCLE
	double radius;
	
	// Constructor for circle
	public Figure1(double radius) {
		shape = Shape.CIRCLE;
		this.radius = radius;
	}
	
	// Constructor for rectangle
	public Figure1(double length, double width) {
		shape = Shape.RECTANGLE;
		this.length = length;
		this.width = width;
	}
	
	double area() {
		switch (shape) {
		case RECTANGLE:
			return length * width;
		case CIRCLE:
			return Math.PI * (radius * radius);
		default:
			throw new AssertionError();
		}
	}
}

　　这种标签类有着许多缺点：

1.它们中充斥着样板代码，包括枚举声明，标签域以及条件语句。由于许多个实现乱七八糟的挤在了单个类中，破坏了可读性。

2.内存占用也增加了，因为实例承担了属于其他风格的不相关的域。

3.域也不能做成final类型的，除非构造器初始化了不相关的域，产生了更多的样板代码。构造器必须不借助编译器，来设置标签域，并且初始化正确的数据域；如果初始化了错误的域，程序就会在运行的时候出错。

4.无法给标签类添加风格，除非可以修改源文件，如果一定要添加风格，就必须给每个条件语句都添加一个条件，否则就会在运行的时候失败。

5.最后，实例的数据类型没有提供任何关于其风格的线索

总结：标签类过于冗长、容易出错，并且效率低下

　　幸运的是，面向对象的语言java，提供了其他更好的方法来定义能表示多种风格对象的单个数据类型：子类型化。标签类正是类层次的一种简单效仿。

　　为了将标签类转化成类层次，首先要为标签类中的每一个方法都定义一个包含抽象方法的抽象类，这每个方法的行为都依赖于标签值。在Figure类中，只有一个这样的方法：area。这个抽象类是类层次的根。如果还有其他的方法行为不依赖于某个标签的值，就把这样的方法放到这个类中。同样的，如果所有的方法都用到了某些数据域，就应该把他们放在这个类中。在Figure类中，不存在这种类型独立的方法或者数据域。

/**
 * 类层次优于标签类
 * @author weishiyao
 *
 */
// Class hierarchy replacement for a tagged class
abstract class Figure2 {
	abstract double area();
}

class Circle extends Figure2 {
	final double radius;
	
	Circle(double radius) {
		this.radius = radius;
	}
	
	double area() {
		return Math.PI * (radius * radius);
	}
}

class Rectangle extends Figure2 {
	final double length;
	final double width;
	
	Rectangle(double length, double width) {
		this.length = length;
		this.width = width;
	}
	double area() {
		return length * width;
	}
}

　　这个类纠正了前面提到过的标签类的所有缺点。这段代码简单且清楚，没有包含在原来版本中所见到的所有样板代码。每个类型都有自己的类，这些类都没有受到不相关的数据域的拖累。所有的域都是final的。编译器确保每个类的构造器都初始化它的数据域，对于根类中声明的每个抽象方法，都确保有一个实现。这样就杜绝了由于遗漏switch case而导致运行失败的可能性。多个程序员都可以独立的扩展层次结构，并且不用访问根类的资源代码就能互相操作。每种类型都有一种相关的独立的数据类型，允许程序员指明变量类型，限制变量，并将参数输入到特殊的类型。

　　类层次的另一个好处在于，它们可以用来反应类型之间本质上的层次关系，有助于增强灵活性，并更好的进行编译时类型检查。

　　总而言之，标签类很少有适用的时候。当你想要编写一个包含显示的标签域的类时，应该考虑一下，这个标签是否可以被取消，这个类是否可以用类层次来代替，当你遇到一个包含标签域的现有类时，就要考虑将它重构到一个层次结构中去。