JAVA编程思想学习 --- 第一章 (对象入门)

1.面向对象的特征

通过这些特征，我们可理解“纯粹”的面向对象程序设计方法是什么样的：
所有东西都是对象。可将对象想象成一种新型变量；它保存着数据，但可要求它对自身进行操作。理论上讲，可从要解决的问题身上提出所有概念性的组件，然后在程序中将其表达为一个对象.
程序是一大堆对象的组合；通过消息传递，各对象知道自己该做些什么。为了向对象发出请求，需向那 个对象“发送一条消息”。更具体地讲，可将消息想象为一个调用请求，它调用的是从属于目标对象的一个 子例程或函数。
每个对象都有自己的存储空间，可容纳其他对象。或者说，通过封装现有对象，可制作出新型对象。所 以，尽管对象的概念非常简单，但在程序中却可达到任意高的复杂程度。
每个对象都有一种类型。根据语法，每个对象都是某个“类”的一个“实例”。其中，“类”（ Class） 是“类型”（ Type）的同义词。一个类最重要的特征就是“能将什么消息发给它？”。
同一类所有对象都能接收相同的消息。这实际是别有含义的一种说法，大家不久便能理解。由于类型为 “圆”（ Circle）的一个对象也属于类型为“形状”（ Shape）的一个对象，所以一个圆完全能接收形状消息。这意味着可让程序代码统一指挥“形状”，令其自动控制所有符合“形状”描述的对象，其中自然包括 “圆”。这一特性称为对象的“可替换性”，是OOP 最重要的概念之一。

2.继承的概念
    我们费尽心思做出一种数据类型后，假如不得不又新建一种类型，令其实现大致相同的功能，那会是一件非常令人灰心的事情。但若能利用现成的数据类型，对其进行“克隆”，再根据情况进行添加和修改，情况就显得理想多了。“继承”正是针对这个目标而设计的。但继承并不完全等价于克隆。在继承过程中，若原始类（正式名称叫作基础类、超类或父类）发生了变化，修改过的“克隆”类（正式名称叫作继承类或者子类）也会反映出这种变化。在
Java 语言中，继承是通过 extends 关键字实现的
    使用继承时，相当于创建了一个新类。这个新类不仅包含了现有类型的所有成员（尽管private 成员被隐藏起来，且不能访问），但更重要的是，它复制了基础类的接口。也就是说，可向基础类的对象发送的所有消息亦可原样发给衍生类的对象。根据可以发送的消息，我们能知道类的类型。这意味着衍生类具有与基础类相同的类型！
    由于基础类和衍生类具有相同的接口，所以那个接口必须进行特殊的设计。也就是说，对象接收到一条特定的消息后，必须有一个“方法”能够执行。若只是简单地继承一个类，并不做其他任何事情，来自基础类接口的方法就会直接照搬到衍生类。这意味着衍生类的对象不仅有相同的类型，也有同样的行为，这一后果通常是我们不愿见到的。
    有两种做法可将新得的衍生类与原来的基础类区分开。第一种做法十分简单：为衍生类添加新函数（功能）。这些新函数并非基础类接口的一部分。进行这种处理时，一般都是意识到基础类不能满足我们的要求，所以需要添加更多的函数。这是一种最简单、最基本的继承用法，大多数时候都可完美地解决我们的问题。然而，事先还是要仔细调查自己的基础类是否真的需要这些额外的函数.第二个办法是改变基础类一个现有函数的行为。我们将其称作“改善”那个函数。
为改善一个函数，只需为衍生类的函数建立一个新定义即可。我们的目标是：“尽管使用的函数接口未变，但它的新版本具有不同的表现”

3.抽象的基础类和接口
    设计程序时，我们经常都希望基础类只为自己的衍生类提供一个接口。也就是说，我们不想其他任何人实际创建基础类的一个对象，只对上溯造型成它，以便使用它们的接口。为达到这个目的，需要把那个类变成“抽象”的—— 使用abstract 关键字。若有人试图创建抽象类的一个对象，编译器就会阻止他们。这种工具可有效强制实行一种特殊的设计。亦可用 abstract
关键字描述一个尚未实现的方法—— 作为一个“根”使用，指出：“这是适用于从这个类继承的所有类型的一个接口函数，但目前尚没有对它进行任何形式的实现。”抽象方法也许只能在一个抽象类里创建。继承了一个类后，那个方法就必须实现，否则继承的类也会变成“抽象”类。通过创建一个抽象方法，我们可以将一个方法置入接口中，不必再为那个方法提供可能毫无意义的主体代码。interface（接口）关键字将抽象类的概念更延伸了一步，它完全禁止了所有的函数定义。“接口”是一种相当有效和常用的工具。另外如果自己愿意，亦可将多个接口都合并到一起（不能从多个普通
class 或abstract class 中继承）。

4.对象的创建和存在时间
    第一种方法.C++认为程序的执行效率是最重要的一个问题，所以它允许程序员作出选择。为获得最快的运行速度，存储以及存在时间可在编写程序时决定，只需将对象放置在堆栈（有时也叫作自动或定域变量）或者静态存储区域即可。这样便为存储空间的分配和释放提供了一个优先级。某些情况下，这种优先级的控制是非常有价值的。然而，我们同时也牺牲了灵活性，因为在编写程序时，必须知道对象的准确的数量、存在时间、以及类型。如果要解决的是一个较常规的问题，如计算机辅助设计、仓储管理或者空中交通控制，这一方法就显得太局限了。
    第二个方法是在一个内存池中动态创建对象，该内存池亦叫“堆”或者“内存堆”。若采用这种方式，除非进入运行期，否则根本不知道到底需要多少个对象，也不知道它们的存在时间有多长，以及准确的类型是什么。这些参数都在程序正式运行时才决定的。若需一个新对象，只需在需要它的时候在内存堆里简单地创建它即可。由于存储空间的管理是运行期间动态进行的，所以在内存堆里分配存储空间的时间比在堆栈里创建的时间长得多（在堆栈里创建存储空间一般只需要一个简单的指令，将堆栈指针向下或向下移动即可）。由于动态创建方法使对象本来就倾向于复杂，所以查找存储空间以及释放它所需的额外开销不会为对象的创建造成明显的影响。除此以外，更大的灵活性对于常规编程问题的解决是至关重要的。

5.对象的破坏方式
    程序员可用两种方法来破坏一个对象：1.用程序化的方式决定何时破坏对象，2.利用由运行环境提供的一种“垃圾收集器”特性，自动寻找那些不再使用的对象，并将其清除。当然，垃圾收集器显得方便得多，但要求所有应用程序都必须容忍垃圾收集器的存在，并能默许随垃圾收集带来的额外开销。

6.使用集合来处理生成对象所需要的空间
    针对一个特定问题的解决，如果事先不知道需要多少个对象，或者它们的持续时间有多长，那么也不知道如何保存那些对象。既然如此，怎样才能知道那些对象要求多少空间呢？事先上根本无法提前知道，除非进入运行期。在面向对象的设计中，大多数问题的解决办法似乎都有些轻率——只是简单地创建另一种类型的对象。用于解决特定问题的新型对象容纳了指向其他对象的句柄。当然，也可以用数组来做同样的事情，那是大多数语言都具有的一种功能。但不能只看到这一点。这种新对象通常叫作“集合”（亦叫作一个“容器”，但
AWT在不同的场合应用了这个术语，所以本书将一直沿用“集合”的称呼。在需要的时候，集合会自动扩充自己，以便适应我们在其中置入的任何东西。所以我们事先不必知道要在一个集合里容下多少东西。只需创建一个集合，以后的工作让它自己负责好了。

7.单根结构
    在面向对象的程序设计中，由于 C++的引入而显得尤为突出的一个问题是：所有类最终是否都应从单独一个基础类继承。在 Java 中（与其他几乎所有 OOP 语言一样），对这个问题的答案都是肯定的，而且这个终级基础类的名字很简单，就是一个“ Object”。这种“单根结构”具有许多方面的优点。单根结构中的所有对象都有一个通用接口，所以它们最终都属于相同的类型。

    单根结构中的所有对象（比如所有 Java 对象）都可以保证拥有一些特定的功能。在自己的系统中，我们知道对每个对象都能进行一些基本操作。一个单根结构，加上所有对象都在内存堆中创建，可以极大简化参数的传递（这在 C++里是一个复杂的概念）。利用单根结构，我们可以更方便地实现一个垃圾收集器。与此有关的必要支持可安装于基础类中，而垃圾收集器可将适当的消息发给系统内的任何对象。如果没有这种单根结构，而且系统通过一个句柄来操纵对象，那么实现垃圾收集器的途径会有很大的不同，而且会面临许多障碍。由于运行期的类型信息肯定存在于所有对象中，所以永远不会遇到判断不出一个对象的类型的情况。这对系统级的操作来说显得特别重要，比如违例控制；而且也能在程序设计时获得更大的灵活性。

8.多线程
     在计算机编程中，一个基本的概念就是同时对多个任务加以控制。许多程序设计问题都要求程序能够停下手 头的工作，改为处理其他一些问题，再返回主进程。可以通过多种途径达到这个目的。最开始的时候，那些 拥有机器低级知识的程序员编写一些“中断服务例程”，主进程的暂停是通过硬件级的中断实现的。尽管这 是一种有用的方法，但编出的程序很难移植，由此造成了另一类的代价高昂问题。
有些时候，中断对那些实时性很强的任务来说是很有必要的。但还存在其他许多问题，它们只要求将问题划 分进入独立运行的程序片断中，使整个程序能更迅速地响应用户的请求。在一个程序中，这些独立运行的片 断叫作“线程”（ Thread），利用它编程的概念就叫作“多线程处理”。多线程处理一个常见的例子就是用 户界面。利用线程，用户可按下一个按钮，然后程序会立即作出响应，而不是让用户等待程序完成了当前任 务以后才开始响应。
     最开始，线程只是用于分配单个处理器的处理时间的一种工具。但假如操作系统本身支持多个处理器，那么 每个线程都可分配给一个不同的处理器，真正进入“并行运算”状态。从程序设计语言的角度看，多线程操 作最有价值的特性之一就是程序员不必关心到底使用了多少个处理器。程序在逻辑意义上被分割为数个线 程；假如机器本身安装了多个处理器，那么程序会运行得更快，毋需作出任何特殊的调校。
根据前面的论述，大家可能感觉线程处理非常简单。但必须注意一个问题：共享资源！如果有多个线程同时 运行，而且它们试图访问相同的资源，就会遇到一个问题。举个例子来说，两个进程不能将信息同时发送给 一台打印机。为解决这个问题，对那些可共享的资源来说（比如打印机），它们在使用期间必须进入锁定状
态。所以一个线程可将资源锁定，在完成了它的任务后，再解开（释放）这个锁，使其他线程可以接着使用 同样的资源。
     Java 的多线程机制已内建到语言中，这使一个可能较复杂的问题变得简单起来。对多线程处理的支持是在对 象这一级支持的，所以一个执行线程可表达为一个对象。Java 也提供了有限的资源锁定方案。它能锁定任何 对象占用的内存（内存实际是多种共享资源的一种），所以同一时间只能有一个线程使用特定的内存空间。 为达到这个目的，需要使用synchronized
关键字。其他类型的资源必须由程序员明确锁定，这通常要求程序 员创建一个对象，用它代表一把锁，所有线程在访问那个资源时都必须检查这把锁。

9.客户机/服务器
     客户机／服务器系统的基本思想是我们能在一个统一的地方集中存放信息资源。一般将数据集中保存在某个 数据库中，根据其他人或者机器的请求将信息投递给对方。客户机／服务器概述的一个关键在于信息是“集 中存放”的。所以我们能方便地更改信息，然后将修改过的信息发放给信息的消费者。将各种元素集中到一
起，信息仓库、用于投递信息的软件以及信息及软件所在的那台机器，它们联合起来便叫作“服务器” （ Server）。而对那些驻留在远程机器上的软件，它们需要与服务器通信，取回信息，进行适当的处理，然 后在远程机器上显示出来，这些就叫作“客户” （ Client）   Web 实际就是一套规模巨大的客户机／服务器系统。

Web早起采用的“服务器－浏览器”方案工作流程以及客户端程序设计

     Web 最初采用的“服务器－浏览器”方案可提供交互式内容，但这种交互能力完全由服务器提供，为服务器 和因特网带来了不小的负担。服务器一般为客户浏览器产生静态网页，由后者简单地解释并显示出来。基本 HTML 语言提供了简单的数据收集机制：文字输入框、复选框、单选钮、列表以及下拉列表等，另外还有一个 按钮，只能由程序规定重新设置表单中的数据，以便回传给服务器。用户提交的信息通过所有Web
服务器均 能支持的“通用网关接口”（ CGI）回传到服务器。包含在提交数据中的文字指示CGI 该如何操作。最常见的 行动是运行位于服务器的一个程序。那个程序一般保存在一个名为“ cgi-bin”的目录中（按下 Web 页内的一 个按钮时，请注意一下浏览器顶部的地址窗，经常都能发现“ cgi-bin”的字样）。大多数语言都可用来编制 这些程序，但其中最常见的是 Perl 。这是由于 Perl 是专为文字的处理及解释而设计的，所以能在任何服务 器上安装和使用，无论采用的处理器或操作系统是什么
     今天的许多 Web 站点都严格地建立在 CGI 的基础上，事实上几乎所有事情都可用 CGI 做到。唯一的问题就是 响应时间。 CGI 程序的响应取决于需要传送多少数据，以及服务器和因特网两方面的负担有多重（而且CGI 程序的启动比较慢）。 Web 的早期设计者并未预料到当初绰绰有余的带宽很快就变得不够用，这正是大量应
用充斥网上造成的结果。例如，此时任何形式的动态图形显示都几乎不能连贯地显示，因为此时必须创建一 个 GIF 文件，再将图形的每种变化从服务器传递给客户。而且大家应该对输入表单上的数据校验有着深刻的 体会。原来的方法是我们按下网页上的提交按钮（ Submit）；数据回传给服务器；服务器启动一个 CGI 程 序，检查用户输入是否有错；格式化一个 HTML 页，通知可能遇到的错误，并将这个页回传给我们；随后必须 回到原先那个表单页，再输入一遍。这种方法不仅速度非常慢，也显得非常繁琐。
     解决的办法就是客户端的程序设计。运行 Web 浏览器的大多数机器都拥有足够强的能力，可进行其他大量工 作。与此同时，原始的静态 HTML 方法仍然可以采用，它会一直等到服务器送回下一个页。客户端编程意味着 Web 浏览器可获得更充分的利用，并可有效改善 Web 服务器的交互（互动）能力。
     对客户端编程的讨论与常规编程问题的讨论并没有太大的区别。采用的参数肯定是相同的，只是运行的平台 不同： Web 浏览器就象一个有限的操作系统。无论如何，我们仍然需要编程，仍然会在客户端编程中遇到大 量问题，同时也有很多解决的方案。解决方案例如有: 1.插件, 2.脚本编制语言, 3.Java, 4.ActiveX,
5.安全, 6.因特网和内联网

最近在看JAVA编程思想(第四版)这本书,将书中的一些知识点容易遇到或者混淆的概念记录下来,只是作为备忘,希望也能帮到需要的人,特此申明.