16.3 模拟垃圾回收站

这个问题的本质是若将垃圾丢进单个垃圾筒，事实上是未经分类的。但在以后，某些特殊的信息必须恢复，以便对垃圾正确地归类。在最开始的解决方案中，RTTI扮演了关键的角色（详见第11章）。

这并不是一种普通的设计，因为它增加了一个新的限制。正是这个限制使问题变得非常有趣——它更象我们在工作中碰到的那些非常麻烦的问题。这个额外的限制是：垃圾抵达垃圾回收站时，它们全都是混合在一起的。程序必须为那些垃圾的分类定出一个模型。这正是RTTI发挥作用的地方：我们有大量不知名的垃圾，程序将正确判断出它们所属的类型。

  1. //: RecycleA.java
  2. // Recycling with RTTI
  3. package c16.recyclea;
  4. import java.util.*;
  5. import java.io.*;
  7. abstract class Trash {
  8.   private double weight;
  9.   Trash(double wt) { weight = wt; }
  10.   abstract double value();
  11.   double weight() { return weight; }
  12.   // Sums the value of Trash in a bin:
  13.   static void sumValue(Vector bin) {
  14.     Enumeration e = bin.elements();
  15.     double val = 0.0f;
  16.     while(e.hasMoreElements()) {
  17.       // One kind of RTTI:
  18.       // A dynamically-checked cast
  19.       Trash t = (Trash)e.nextElement();
  20.       // Polymorphism in action:
  21.       val += t.weight() * t.value();
  22.       System.out.println(
  23.         "weight of " +
  24.         // Using RTTI to get type
  25.         // information about the class:
  26.         t.getClass().getName() +
  27.         " = " + t.weight());
  28.     }
  29.     System.out.println("Total value = " + val);
  30.   }
  31. }
  33. class Aluminum extends Trash {
  34.   static double val  = 1.67f;
  35.   Aluminum(double wt) { super(wt); }
  36.   double value() { return val; }
  37.   static void value(double newval) {
  38.     val = newval;
  39.   }
  40. }
  42. class Paper extends Trash {
  43.   static double val = 0.10f;
  44.   Paper(double wt) { super(wt); }
  45.   double value() { return val; }
  46.   static void value(double newval) {
  47.     val = newval;
  48.   }
  49. }
  51. class Glass extends Trash {
  52.   static double val = 0.23f;
  53.   Glass(double wt) { super(wt); }
  54.   double value() { return val; }
  55.   static void value(double newval) {
  56.     val = newval;
  57.   }
  58. }
  60. public class RecycleA {
  61.   public static void main(String[] args) {
  62.     Vector bin = new Vector();
  63.     // Fill up the Trash bin:
  64.     for(int i = 0; i < 30; i++)
  65.       switch((int)(Math.random() * 3)) {
  66.         case 0 :
  67.           bin.addElement(new
  68.             Aluminum(Math.random() * 100));
  69.           break;
  70.         case 1 :
  71.           bin.addElement(new
  72.             Paper(Math.random() * 100));
  73.           break;
  74.         case 2 :
  75.           bin.addElement(new
  76.             Glass(Math.random() * 100));
  77.       }
  78.     Vector
  79.       glassBin = new Vector(),
  80.       paperBin = new Vector(),
  81.       alBin = new Vector();
  82.     Enumeration sorter = bin.elements();
  83.     // Sort the Trash:
  84.     while(sorter.hasMoreElements()) {
  85.       Object t = sorter.nextElement();
  86.       // RTTI to show class membership:
  87.       if(t instanceof Aluminum)
  88.         alBin.addElement(t);
  89.       if(t instanceof Paper)
  90.         paperBin.addElement(t);
  91.       if(t instanceof Glass)
  92.         glassBin.addElement(t);
  93.     }
  94.     Trash.sumValue(alBin);
  95.     Trash.sumValue(paperBin);
  96.     Trash.sumValue(glassBin);
  97.     Trash.sumValue(bin);
  98.   }
  99. } ///:~

要注意的第一个地方是package语句：

  1. package c16.recyclea;

这意味着在本书采用的源码目录中，这个文件会被置入从c16（代表第16章的程序）分支出来的recyclea子目录中。第17章的解包工具会负责将其置入正确的子目录。之所以要这样做，是因为本章会多次改写这个特定的例子；它的每个版本都会置入自己的“包”（package）内，避免类名的冲突。

其中创建了几个Vector对象，用于容纳Trash引用。当然，Vector实际容纳的是Object（对象），所以它们最终能够容纳任何东西。之所以要它们容纳Trash（或者从Trash派生出来的其他东西），唯一的理由是我们需要谨慎地避免放入除Trash以外的其他任何东西。如果真的把某些“错误”的东西置入Vector，那么不会在编译期得到出错或警告提示——只能通过运行期的一个异常知道自己已经犯了错误。

Trash引用加入后，它们会丢失自己的特定标识信息，只会成为简单的Object引用（向上转换）。然而，由于存在多态性的因素，所以在我们通过Enumeration sorter调用动态绑定方法时，一旦结果Object已经转换回Trash，仍然会发生正确的行为。sumValue()也用一个Enumeration对Vector中的每个对象进行操作。

表面上持，先把Trash的类型向上转换到一个集合容纳基类型的引用，再回过头重新向下转换，这似乎是一种非常愚蠢的做法。为什么不只是一开始就将垃圾置入适当的容器里呢？（事实上，这正是拨开“回收”一团迷雾的关键）。在这个程序中，我们很容易就可以换成这种做法，但在某些情况下，系统的结构及灵活性都能从向下转换中得到极大的好处。

该程序已满足了设计的初衷：它能够正常工作！只要这是个一次性的方案，就会显得非常出色。但是，真正有用的程序应该能够在任何时候解决问题。所以必须问自己这样一个问题：“如果情况发生了变化，它还能工作吗？”举个例子来说，厚纸板现在是一种非常有价值的可回收物品，那么如何把它集成到系统中呢（特别是程序很大很复杂的时候）？由于前面在switch语句中的类型检查编码可能散布于整个程序，所以每次加入一种新类型时，都必须找到所有那些编码。若不慎遗漏一个，编译器除了指出存在一个错误之外，不能再提供任何有价值的帮助。

RTTI在这里使用不当的关键是“每种类型都进行了测试”。如果由于类型的子集需要特殊的对待，所以只寻找那个子集，那么情况就会变得好一些。但假如在一个switch语句中查找每一种类型，那么很可能错过一个重点，使最终的代码很难维护。在下一节中，大家会学习如何逐步对这个程序进行改进，使其显得越来越灵活。这是在程序设计中一种非常有意义的例子。