标签: C++

  • Java基礎:關於Java編程語言中的內部類說明

    提起Java內部類(Inner Class)可能很多人不太熟悉,實際上類似的概念在C++裡也有,那就是嵌套類(Nested Class),關於這兩者的區別與聯繫,在下文中會有對比。內部類從表面上看,就是在類中又定義了一個類(下文會看到,內部類可以在很多地方定義),而實際上並沒有那麼簡單,乍看上去內部類似乎有些多餘,它的用處對於初學者來說可能並不是那麼顯著,但是隨著對它的深入了解,你會發現Java的設計者在內部類身上的確是用心良苦。學會使用內部類,是掌握Java高級編程的一部分,它可以讓你更優雅地設計你的程序結構。下面從以下幾個方面來介紹:

    第一次見面

    public interface Contents {

    int value();

    }

    public interface Destination {

    String readLabel();

    }

    public class Goods {

    private class Content implements Contents {

    private int i = 11;

    public int value() {

    return i;

    }

    }

    protected class GDestination implements Destination {

    private String label;

    private GDestination(String whereTo) {

    label = whereTo;

    }

    public String readLabel() {

    return label;

    }

    }

    public Destination dest(String s) {

    return new GDestination(s);

    }

    public Contents cont() {

    return new Content();

    }

    }

    class TestGoods {

    public static void main(String[] args) {

    Goods p = new Goods();

    Contents c = p.cont();

    Destination d = p.dest(“Beijing”);

    }

    }

    在這個例子裡類Content和GDestination被定義在了類Goods內部,並且分別有著protected和private修飾符來控制訪問級別。 Content代表著Goods的內容,而GDestination代表著Goods的目的地。它們分別實現了兩個接口Content和Destination。在後面的main方法裡,直接用Contents c和Destination d進行操作,你甚至連這兩個內部類的名字都沒有看見!這樣,內部類的第一個好處就體現出來了??隱藏你不想讓別人知道的操作,也即封裝性。

    同時,我們也發現了在外部類作用範圍之外得到內部類對象的第一個方法,那就是利用其外部類的方法創建並返回。上例中的cont()和dest()方法就是這麼做的。那麼還有沒有別的方法呢?當然有,其語法格式如下:

    outerObject=new outerClass(Constructor Parameters);

    outerClass.innerClass innerObject=outerObject.new InnerClass(Constructor Parameters);

    注意在創建非靜態內部類對象時,一定要先創建起相應的外部類對象。至於原因,也就引出了我們下一個話題??非靜態內部類對像有著指向其外部類對象的引用,對剛才的例子稍作修改:

    public class Goods {

    private valueRate=2;

    private class Content implements Contents {

    private int i = 11*valueRate;

    public int value() {

    return i;

    }

    }

    protected class GDestination implements Destination {

    private String label;

    private GDestination(String whereTo) {

    label = whereTo;

    }

    public String readLabel() {

    return label;

    }

    }

    public Destination dest(String s) {

    return new GDestination(s);

    }

    public Contents cont() {

    return new Content();

    }

    }

    修改的部分用藍色顯示了。在這裡我們給Goods類增加了一個private成員變量valueRate,意義是貨物的價值係數,在內部類Content的方法value()計算價值時把它乘上。我們發現,value()可以訪問valueRate,這也是內部類的第二個好處??一個內部類對象可以訪問創建它的外部類對象的內容,甚至包括私有變量!這是一個非常有用的特性,為我們在設計時提供了更多的思路和捷徑。要想實現這個功能,內部類對象就必須有指向外部類對象的引用。 Java編譯器在創建內部類對象時,隱式的把其外部類對象的引用也傳了進去並一直保存著。這樣就使得內部類對象始終可以訪問其外部類對象,同時這也是為什麼在外部類作用範圍之外向要創建內部類對象必須先創建其外部類對象的原因。

    有人會問,如果內部類裡的一個成員變量與外部類的一個成員變量同名,也即外部類的同名成員變量被屏蔽了,怎麼辦?沒事,Java裡用如下格式表達外部類的引用:

    outerClass.this

    有了它,我們就不怕這種屏蔽的情況了。

    靜態內部類

    和普通的類一樣,內部類也可以有靜態的。不過和非靜態內部類相比,區別就在於靜態內部類沒有了指向外部的引用。這實際上和C++中的嵌套類很相像了,Java內部類與C++嵌套類最大的不同就在於是否有指向外部的引用這一點上,當然從設計的角度以及以它一些細節來講還有區別。

    除此之外,在任何非靜態內部類中,都不能有靜態數據,靜態方法或者又一個靜態內部類(內部類的嵌套可以不止一層)。不過靜態內部類中卻可以擁有這一切。這也算是兩者的第二個區別吧。

    局部內部類

    是的,Java內部類也可以是局部的,它可以定義在一個方法甚至一個代碼塊之內。

    public class Goods1 {

    public Destination dest(String s) {

    class GDestination implements Destination {

    private String label;

    private GDestination(String whereTo) {

    label = whereTo;

    }

    public String readLabel() { return label; }

    }

    return new GDestination(s);

    }

    public static void main(String[] args) {

    Goods1 g= new Goods1();

    Destination d = g.dest(“Beijing”);

    }

    }

    上面就是這樣一個例子。在方法dest中我們定義了一個內部類,最後由這個方法返回這個內部類的對象。如果我們在用一個內部類的時候僅需要創建它的一個對象並創給外部,就可以這樣做。當然,定義在方法中的內部類可以使設計多樣化,用途絕不僅僅在這一點。

    下面有一個更怪的例子:

    public class Goods2{

    private void internalTracking(boolean b) {

    if(b) {

    class TrackingSlip {

    private String id;

    TrackingSlip(String s) {

    id = s;

    }

    String getSlip() { return id; }

    }

    TrackingSlip ts = new TrackingSlip(“slip”);

    String s = ts.getSlip();

    }

    }

    public void track() { internalTracking(true); }

    public static void main(String[] args) {

    Goods2 g= new Goods2();

    g.track();

    }

    }

    你不能在if之外創建這個內部類的對象,因為這已經超出了它的作用域。不過在編譯的時候,內部類TrackingSlip和其他類一樣同時被編譯,只不過它由它自己的作用域,超出了這個範圍就無效,除此之外它和其他內部類並沒有區別。

    匿名內部類

    java的匿名內部類的語法規則看上去有些古怪,不過如同匿名數組一樣,當你只需要創建一個類的對象而且用不上它的名字時,使用內部類可以使代碼看上去簡潔清楚。它的語法規則是這樣的:

    new interfacename(){……};或new superclassname(){……};

    下面接著前面繼續舉例子:

    public class Goods3 {

    public Contents cont(){

    return new Contents(){

    private int i = 11;

    public int value() {

    return i;

    }

    };

    }

    }

    這裡方法cont()使用匿名內部類直接返回了一個實現了接口Contents的類的對象,看上去的確十分簡潔。

    在java的事件處理的匿名適配器中,匿名內部類被大量的使用。例如在想關閉窗口時加上這樣一句代碼:

    frame.addWindowListener(new WindowAdapter(){

    public void windowClosing(WindowEvent e){

    System.exit(0);

    }

    });

    有一點需要注意的是,匿名內部類由於沒有名字,所以它沒有構造函數(但是如果這個匿名內部類繼承了一個只含有帶參數構造函數的父類,創建它的時候必須帶上這些參數,並在實現的過程中使用super關鍵字調用相應的內容)。如果你想要初始化它的成員變量,有下面幾種方法:

    如果是在一個方法的匿名內部類,可以利用這個方法傳進你想要的參數,不過記住,這些參數必須被聲明為final。

    將匿名內部類改造成有名字的局部內部類,這樣它就可以擁有構造函數了。

    在這個匿名內部類中使用初始化代碼塊。

    為什麼需要內部類?

    java內部類有什麼好處?為什麼需要內部類?

    首先舉一個簡單的例子,如果你想實現一個接口,但是這個接口中的一個方法和你構想的這個類中的一個方法的名稱,參數相同,你應該怎麼辦?這時候,你可以建一個內部類實現這個接口。由於內部類對外部類的所有內容都是可訪問的,所以這樣做可以完成所有你直接實現這個接口的功能。

    不過你可能要質疑,更改一下方法的不就行了嗎?

    的確,以此作為設計內部類的理由,實在沒有說服力。

    真正的原因是這樣的,java中的內部類和接口加在一起,可以的解決常被C++程序員抱怨java中存在的一個問題??沒有多繼承。實際上,C++的多繼承設計起來很複雜,而java通過內部類加上接口,可以很好的實現多繼承的效果。

  • 初學者,你應當如何學習C++以及編程

    Javascript是世界上最受誤解的語言,其實C++何嘗不是。坊間流傳的錯誤的C++學習方法一抓就是一大把。我自己在學習C++的過程中也走了許多彎路,浪費了不少時間。

    為什麼會存在這麼多錯誤認識?原因主要有三個,一是C++語言的細節太多。二是一些著名的C++書籍總在(不管有意還是無意)暗示語言細節的重要性和有趣。三是現代C++庫的開發哲學必須用到一些犄角旮旯的語言細節(但注意,是庫設計,不是日常編程)。這些共同塑造了C++社群的整體心態和哲學。

    單是第一條還未必能夠成氣候,其它語言的細節也不少(儘管比起C++起來還是小巫見大巫),就拿javascript來說,作用域規則,名字查找,closure,for/in,這些都是細節,而且其中還有違反直覺的。但許多動態語言的程序員的理念我猜大約是學到哪用到哪罷。但C++就不一樣了,學C++之人有一種類似於被暗示的潛在心態,就是一定要先把語言核心基本上吃透了才能下手寫出漂亮的程序。這首先就錯了。

    這個意識形成的原因在第二點,C++書籍。市面上的C++書籍不計其數,但有一個共同的缺點,就是講語言細節的書太多——《C++ gotchas》,《Effective C++》,《More Effective C++》,但無可厚非的是,C++是這樣一門語言:要拿它滿足現代編程理念的需求,尤其是C++庫開發的需求,還必須得關注語言細節,乃至於在C++中利用語言細節已經成了一門學問。比如C++模板在設計之初根本沒有想到模板元編程這回事,更沒想到C++模板系統是圖靈完備的,這也就導致了《Modern C++ Design》和《C++ Template Metaprogramming》的驚世駭俗。
    這些技術的出現為什麼驚世駭俗,打個比方,就好比是一塊大家都認為已經熟悉無比,再無秘密可言的土地上,突然某天有人挖到原來地下還蘊藏著最豐富的石油。在這之前的C++雖然也有一些細節,但也還算容易掌握,那可是C++程序員們的happy old times,因為C++的一切都一覽無餘,everything is figured out。然而《Modern C++ Design》的出世告訴人們,“瞧,還有多少細節你們沒有掌握啊。”於是C++程序員們久違的激情被重燃起來,奮不顧身的踏入細節的沼澤中。尤其是,模板編程將C++的細節進一步挖掘到了極致——我們幹嘛關心涉及類對象的隱式轉換的優先級高低?看看boost::is_base_of就可以知道有多詭異了。
    但最大的問題還在於,對於這些細節的關注還真有它合適的理由:我們要開發現代模板庫,要開發active library,就必須動用模板編程技術,要動用模板編程技術,就必須利用語言的犄角旮旯,enable_if,type_traits,甚至連早就古井無波的C宏也在亂世中重生,看看

    boost::preprocessor有多詭異就知道了,連C宏的圖靈完備性(預編譯期的)都被挖掘出來了。為什麼要做這些?好玩?標榜?都不是,開發庫的實際需求。但這也正是最大的悲哀了。在boost裡面因實際需求而動用語言細節最終居然能神奇的完成任務的最好教材就是
    boost::foreach,這個小設施對語言細節的發掘達到了驚天地泣鬼神的地步,不信你先試著自己去看看它的源代碼,再看看作者介紹它的文
    章吧。而boost::typeof也不甘其後——C++語言裡面有太多被“發現”而不是被“發明”的技術。難道最初無意設置這些語言規則的傢伙們都是oracles?

    因為沒有variadic templates,人們用宏加上缺省模板參數來實現類似效果。因為沒有concepts,人們用模板加上析構函數的細節來完成類似工作。因為沒有typeof,人們用模板元編程和宏加上無盡的細節來實現目標… C++開發者們的DIY精神不可謂不強。然而,如果僅僅是因為要開發優秀的庫,那麼涉及這些細節都還是情有可原的,至少在C++09出現並且編譯器廠商跟上之前,這些都還能說是不得已而為之。但我們廣大的C++程序員呢?大眾是容易被誤導的,我也曾經是。以為掌握了更多的語言細節就更牛,但實際卻是那些語言細節十有八九是平時編程用都用不到的。 C++中眾多的細節雖然在庫設計者手裡面有其用武之地,但普通程序員則根本無需過多關注,尤其是沒有實際動機的關注。一般性的編碼實踐準則,以及基本的編程能力和基本功,乃至基本的程序設計理論以及算法設計。才是真正需要花時間掌握的東西。學習最佳編碼實踐比學習C++更重要。看優秀的代碼也比埋頭用差勁的編碼方式寫垃圾代碼要有效。直接、清晰、了、KISS地表達意圖比玩編碼花招要重要…

    避免去過問任何語言細節,除非必要。這個必要是指在實際編程當中遇到問題,這樣就算需要過問細節,也是最省事的,懶惰者原則嘛。一個掌握了基本的編程理念並有較強學習能力的程序員在用一門陌生的語言編程時就算拿著那本語言的聖經從索引翻起也可以編出合格的程序來。十年學會編程不是指對每門語言都得十年,那一輩子才能學幾門語言哪,如果按字母順序學的話一輩子都別指望學到Ruby了;十年學習編程更不是指先把語言特性從粗到細全都吃透才敢下手編程,在實踐中提高才是最重要的。

    至於這種摳語言細節的哲學為何能在社群裡面呈野火燎原之勢,就是一個心理學的問題了。想像人們在論壇上討論問題時,一個對語言把握很細緻的人肯定能夠得到更多的佩服,而由於論壇上的問題大多是小問題,所以解決實際問題的真正能力並不能得到顯現,也就是說,知識型的人能夠得到更多佩服,後者便成為動力和仿效的砝碼。然而真正的編程能力是與語言細節沒關係的,熟練運用一門語言能夠幫你最佳表達你的意圖,但熟練運用一門語言絕不意味著要把它的邊邊角角全都記住。懂得一些常識,有了編程的基本直覺,遇到一些細節錯誤的時候再去查書,是最節省時間的辦法。

    C++的書,Bjarne的聖經《The C++ Programming Language》是高屋建瓴的。 《大規模C++程序設計》是挺務實的。 《Accelerated C++》是最佳入門的。 《C++ Templates》是僅作參考的。 《C++ Template Metaprogramming》是精力過剩者可以玩一玩的,普通程序員碰都別碰的。 《ISO.IEC C++ Standard 14882》不是拿來讀的。 Bjarne最近在做C++的教育,新書是絕對可以期待的。

    PS關於如何學習編程,g9的blog上有許多精彩的文章:這裡,這裡,這裡,這裡…實際上,我建議你去把g9老大的blog翻個底朝天:P

    再PS書單?我是遑於給出一個類似《C++初學者必讀》這種書單的。 C++的書不計其數,被公認的好書也不勝枚舉。只不過有些書容易給初學者造成一種錯覺,就是“學習C++就應該是這個樣子的”。比如有朋友提到的《高質量C/C++編程》,這本書有價值,但不適合初學者,初學者讀這樣的書容易一葉障目不見泰山。實際上,正確的態度是,細節是必要的。但細節是次要的。其實學習編程我覺得應該最先學習如何用偽碼表達思想呢,君不見《Introduction to Algorithm》裡面的代碼?《TAOCP》中的代碼?哦,對了它們是自己建立的語言,但這種僅教學目的的語言的目的就是為了避免讓寫程序的人一開始就忘了寫程序是為了完成功能,以為寫程序就是和語言細節作鬥爭了。 Bjarne說程序的正確性最重要,boost的編碼標準裡面也將正確性列在性能前面。此外,一旦建立了正確的學習編程的理念,其實什麼書(只要不是太垃圾的)都有些用處。都當成參考書,用的時候從目錄或索引翻,基本就對了。

    再再PS myan老大和g9老大都給出了許多精彩的見解。我不得不再加上一個P.S。具體我就不摘錄了,如果你讀到這裡,請務必往下看他們的評論。轉載者別忘了轉載他們的評論:-)許多朋友都問我同一個問題,到底要不要學習C++。其實這個問題問得很沒有意義。 “學C++”和“不學C++”這個二分法是沒意義的,為什麼?因為這個問題很表面,甚至很浮躁。重要的不是你掌握的語言,而是你掌握的能力,借用myan老大的話,“重要的是這個磨練過程,而不是結果,要的是你粗壯的腿,而不是你身上背的那袋鹽巴。 ”。此外學習C++的意義其實真的是醉翁之意不在酒,像C/C++這種系統級語言,在學習的過程中必須要涉及到一些底層知識,如內存管理、編譯連接系統、彙編語言、硬件體系結構等等等等知識(注意,這不包括過分犄角旮旯的語言枝節)。這些東西也就是所謂的內功了(其實最最重要的內功還是長期學習所磨練出來的自學能力)。對此大嘴Joel在《Joel On Software》裡面提到的漏洞抽象定律闡述得就非常漂亮。

    所以,答案是,讓你成為高手的並不是你掌握什麼語言,精通C++未必就能讓你成為高手,不精通C++也未必就能讓你成為低手。我想大家都不會懷疑g9老大如果要抄起C++做一個項目的話會比大多數自認熟練C++的人要做得漂亮。所以關鍵的不是語言這個表層的東西,而是底下的本質矛盾。當然,不是說那就什麼語言都不要學了,按照一種曹操的邏輯,“天下語言,唯imperative與declarative耳”。 C++是前者裡面最複雜的一種,支持最廣泛的編程範式。借用當初數學系入學大會上一個老師的話,“你數學都學了,還有什麼不能學的呢?”。學語言是一個途徑,如果你把它用來磨練自己,可以。如果你把它用來作為學習系統底層知識的鑰匙,可以。如果你把它用來作為學習如何編寫優秀的代碼,如何組織大型的程序,如何進行抽象設計,可以。如果掉書袋,光啃細節,我認為不可以(除非你必須要用到細節,像boost庫的coder們)。