第6章 接口与内部类
本章内容：
* 接口
* 对象克隆
* 接口与回调
* 内部类
* 代理
- 接口技术主要用来描述类具有什么功能，而并不给出每个功能的具体实现。一个类可以实现(implement)一个或多个功能，并在需要接口的地方，随时使用实现了相应接口的对象。
- 对象的克隆是指创建一个新对象，且新对象的状态和原始对象的状态相同。当对克隆的新对象进行修改时，不会影响原始对象的状态。
- 内部类定义在另外一个类的内部，其中的方法可以访问包含它们的外部类的域。内部类技术主要用于设计具有相互协作关系的类集合。
- 代理是一种实现任意接口的对象。代理是一种非常专业的构造工具，他可以用来构建系统级的工具。
6.1 接口
- 在Java程序设计语言中，接口不是类，而是对类的一组需求描述，这些类要遵从接口描述的统一格式进行定义。
- 接口中的所有方法自动地属于public。因此，在接口中声明方法时，不必提供关键字public。
- 接口绝不能含有实例域，也不能在接口中实现方法。提供实例域和方法实现的任务应该由实现接口的那个类来完成。因此，可以将接口看成是没有实例域的抽象类。
- 为了让类实现一个接口，通常需要下面两个步骤：
（1）将类声明为实现给定的接口。
（2）对接口中的所有方法进行定义。
- 在实现接口时，必须把方法声明为public；否则，编译器将认为这个方法的访问属性是包可见性，即类的默认访问属性，之后编译器就会给出试图提供更弱的访问权限的警告信息。
- Java语言是一种强类型(strongly typed)语言。在调用方法的时候，编译器将会检查这个方法是否存在。
- java.lang.Comparable 1.0
- java.lang.Comparable 1.0
用这个对象与other进行比较。如果这个对象小于other则返回负值；如果相等则返回0；否则返回正值。
- java.util.Arrays 1.2
- static void sort(Object[] a)
使用mergesort算法对数组a中的元素进行排序。要求数组中的元素必须属于实现了Comparable接口的类，并且元素之间必须是可比较的。
- java.lang.Integer 7
- static int compare(int x,int y)
如果x<y返回一个负整数；如果x和y相等，则返回0；否则返回一个负整数。
- 语言标准规定：对于任意的x和y，实现必须能够保证sgn(x.compareTo(x))=-sgn(y.compareTo(x))。这里的“sgn”是一个数值的符号：如果n是负值，sgn(n)等于-1；如果n是0，sgn(n)等于0；如果n是正值，sgn(n)等于1。简单地讲，如果调换compareTo的参数，结果的符号也应该调换（而不是实际值）。
6.1.1 接口的特性
- 接口不是类，尤其不能使用new运算符实例化一个接口。然而，尽管不能构造接口的对象，却能声明接口的变量。接口变量必须引用实现了接口的对象。可以使用instance检查一个对象是否实现了某个特定的接口。接口也可以被扩展。允许存在多条从具有较高通用性的接口到较高专用性的接口的链。
- 接口中不能包含实例域或静态方法，但却可以包含常量。
- 接口中的方法都自动地被设置为public，接口中的域将被自动设为public static final。
- 有些接口只定义了常量，而没有定义方法。这种应用接口似乎有点偏离了接口概念的初衷，最好不要这样使用它。
6.1.2 接口与抽象类
- 使用抽象类表示通用属性存在一个问题：每个类只能扩展于一个类。
- 接口可以提供多重继承的大多数好处，同时还能避免多重继承的复杂性和低效性。
6.2 对象克隆
- 当拷贝一个变量时，原始变量与拷贝变量引用同一个对象。也就是说，改变一个变量所引用的对象将会对另一个变量产生影响。
- 如果创建一个对象的新的copy，它的最初状态与original一样，但以后将可以各自改变各自的状态，那就需要使用clone方法。
- 默认的克隆操作是浅拷贝，它并没有克隆包含在对象中的内部对象。
如果进行浅拷贝会发生什么呢？这要根据具体情况而定。如果原始对象与浅克隆对象共享的子对象是不可变的，将不会产生什么任何问题。例如，子对象属于像String类这样的不允许改变的类；也可能子对象在其生命周期内不会发生改变，既没有更改它们的方法，也没有创建对它引用的方法。然而，更常见的情况是子对象可变，因此必须重新定义clone方法，以便实现克隆子对象的深拷贝。
- 对于每一个类，都需要做出下列判断：
（1）默认的clone方法是否满足要求。
（2）默认的clone方法是否能够通过调用可变子对象的clone得到修补。
（3）是否不应该使用clone。
实际上，选项3是默认的。如果选择1或2，类必须：
（1）实现Cloneable接口。
（2）使用public访问修饰符重新定义clone方法。
在这里，Cloneable接口的出现于接口的正常使用没有任何关系，尤其是，它并没有指定clone方法，这个方法是从Object类继承而来的。接口在这里只是作为一个标记，表明类设计者知道用进行克隆处理。如果一个对象需要克隆，而没有实现Cloneable接口，就会产生一个已检验异常(checked exception)。
- 即使clone的默认实现（浅拷贝）能够满足需求，也应该实现Cloneable接口，将clone重定义为public，并调用susper.clone()。
- 在Java SE 5.0以前的版本中，clone方法总是返回Object类型，而现在，协变返回类型特性允许克隆方法指定正确的返回类型。
6.3 接口与回调
- 回调（callback）是一种常见的程序设计模式。在这种模式中，可以指出某个特定事件发生时应该采用的动作。
- 传递一个对象要比传递一个函数灵活的多。
- Java有函数指针的对应物-Method对象。然而，使用起来却比较困难，速度也稍慢一些，并且在编译时不能提供类型的安全性检查。
- javax.swing.JOptionPane 1.2
- static void showMessageDialog(Component parent,Object message)
显示一个包含一条消息和OK按钮的对话框。这个对话框将位于其parent组件的中央。如果parent为null，对话框将显示在屏幕的中央。
- javax.swing.Timer 1.2
- Timer(int interval, ActionListener listener)
构造一个定时器，每隔interval毫秒钟通告listener一次。
- void start()
启动定时器。一旦启动成功，定时器将调用监听器的actionPerformed。
- void stop()
停止定时器。一旦停止成功，定时器将不再调用监听器的actionPerformed。
- java.awt.Toolkit 1.0
- static Toolkit getDefaultToolkit()
获得默认的工具箱。工具箱包含有关GUI环境的信息。
- void beep()
发出一声铃响。
6.4 内部类
- 内部类（inner class）是定义在另一个类中的类。为什么需要使用内部类呢？其主要原因有以下三点：
- 内部类方法可以访问该类定义所在的作用域中的数据，包括私有的数据。
- 内部类可以对同一个包中的其他类隐藏起来。
- 当想要定义一个回调函数且不想编写大量代码时，使用匿名（anonymous）内部类比较便捷。
6.4.1 使用内部类访问对象状态
- 从传统的意义上讲，一个方法可以引用调用这个方法的对象数据域。内部类既可以访问自身的数据域，也可以访问创建它的外围类对象的数据域。
- 为了能够运行这个程序，内部类的对象总有一个隐式引用，它指向了创建它的外部类对象。
- 外围类的引用在构造器中设置。编译器修改了所有的内部类的构造器，添加一个外围类引用的参数。
6.4.2 内部类的特殊语法规则
- 通过，this限定词是多余的。不过，可以通过显式地命名将外围类引用设置为其他的对象。
6.4.3 内部类是否有用、必要和安全
- 如果内部类访问了私有数据域，就有可能通过附加在外围所在包中的其他类访问它们，但做这些事情需要高超的技巧和极大的决心。
6.4.4 局部内部类
- 局部类不用用public或private访问说明符进行声明。它的作用域被限定在声明这个局部类的块中。
- 局部类有一个优势，即对外部世界可以完全地隐藏起来。
6.4.5 由外部方法访问final变量
- 局部类还有一个优点。它们不仅能够访问它们的外部类，还可以访问布局变量。不过，那些局部变量必须被声明为final。
- final关键字可以应用于局部变量‘实例变量和静态变量。在所有这些情况下，它们的含义都是：在创建这个变量之后，只能够为之赋值一次。此后，再也不能修改它的值了，这就是final。
- 在定义final变量的时候，不必进行初始化。定义时没有初始化的final变量通常被称为空final(blank final)变量。
6.4.6 匿名内部类
- 假设只创建这个类的一个对象，就不必命名了。这种类被称为匿名内部类（anonymous inner class）。
- 由于构造器的名字必须与类名相同，而匿名类没有类名，所以，匿名类不能有构造器。取而代之的是，将构造器参数传递给超类（superclass）构造器。尤其是内部类实现接口的时候，不能有任何构造参数。
- 调用getClass时调用的是this.getClasss()，而静态方法没有this。所以应该使用以下表达式：
new Object(){}.getClass().getEnclosingClass()//get class of static method，在这里，new Object(){}会建立Object的一个匿名子类的一个匿名对象，getEnclosingClass则得到其外围类，也就是包含这个静态方法的类。
6.4.7 静态内部类
- 有时候，使用内部类只是为了把一个类隐藏在另一个类的内部，并不需要内部类引用外围类对象。为此，可以将内部类声明为static，以便消除产生的引用。
- 只有内部类可以声明为static。静态内部类的对象除了没有对生成它的外围类对象的引用特权外，与其他所有内部类完全一样。
- 声明在接口中的内部类自动成为static和public类。
6.5 代理
- 利用代理可以在运行时创建一个实现了一组给定接口的新类。这种功能只有在编译时无法确定需要实现哪个接口才有必要使用。
- 代理类可以在运行时创建全新的类。这样的代理类能够实现指定的接口。尤其是，它具有下列方法：
- 指定接口所需要的全部方法。
- Object类中的全部方法，例如，toString、equals等。
然后，不能在运行时定义这些方法的新代码。而是要提供一个调用处理器（invocaton handler）。调用处理器是实现了InvocationHandler接口的类对象。在这个接口中只有一个方法：Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)。
无论何时调用代理对象的方法，调用处理器的invoke方法都会被调用，并向其传递Method对象和原始的调用参数。调用处理器必须给出处理调用的方式。
- 要想创建一个代理对象，需要使用Proxy类的newProxyInstance方法。这个方法有三个参数：
- 一个类加载器（class loader）。作为Java安全模型的一部分，对于系统类和从因特网上下载下来的类，可以使用不同的类加载器。目前，用null表示使用默认的类加载器。
- 一个Class对象数组，每个元素都是需要实现的接口。
- 一个调用处理器。
- 使用代理可能处于很多原因，例如：
- 路由对远程服务器的方法调用。
- 在程序运行期间，将用户接口事件与动作关联起来。
- 为调试，跟踪方法调用。
- 代理类是在程序运行过程中创建的，然而，一旦被创建，就变成了常规类，与虚拟机中的任何其他类没有什么区别。
- 所有的砝码类都扩展于Proxy类。一个代理类只有一个实例域—调用处理器，它定义在roxy的超类中。为了履行代理对象的职责，所需要的任何附加数据都必须存储在调用处理器中。
- 所有的代理来都覆盖了Object类中的方法toString、equals和hashCode。如同所有的代理方法一样，这些方法仅仅调用了调用处理器的invoke。Object类中的其他方法（如clone和getClass）没有被重新定义。
- 没有定义代理类的名字，Sun虚拟机中的Proxy类将生成一个以字符串$Proxy开头的类名。
- 没有特定的类加载器和预设的一组接口来说，只能有一个代理类。也就是说，如果使用同一个类加载器和接口数组调用两次newProxyInstance方法的话，那么只能够得到同一个类的两个对象。也可以利用getProxyClass方法获得这个类：
Class proxyClass = Proxy.getProxyClass(null,interfaces);。
- 代理类一定是public和final。如果代理类实现的所有接口都是public，代理类就不属于某个特定的包；否则，所有非公有的接口都必须属于同一个包，同时，代理类也属于这个包。
- 可以通过调用Proxy类中的isProxyClass方法检测一个特定的Class对象是否代表一个代理类。
- java.lang.reflect.InvocationHandler 1.3
- Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
定义了代理对象调用方法时希望执行的动作。
- java.lang.reflect.Proxy 1.3
- static Class getProxyClass(ClassLoader loader,Class[] interfaces)
返回实现指定接口的代理类。
- static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler handler)
构造一个实现指定接口的代理类的实例。所有方法都将调用给定处理器对象的invoke方法。
- static boolean isProxyClass(Class c)
如果c是一个代理类返回true。
