【正文】 ly change the underlying data structure without disturbing the code in your program. Java began (in version and ) with a standard iterator, called Enumeration, for all of its container classes. Java 2 has added a much more plete container library that contains an iterator called Iterator that does more than the older Enumeration. From a design standpoint, all you really want is a sequence that can be manipulated to solve your problem. If a single type of sequence satisfied all of your needs, there’d be no reason to have different kinds. There are two reasons that you need a choice of containers. First, containers provide different types of interfaces and external behavior. A stack has a different interface and behavior than that of a queue, which is different from that of a set or a list. One of these might provide a more flexible solution to your problem than the other. Second, different containers have different efficiencies for certain operations. The best example is an ArrayList and a LinkedList. Both are simple sequences that can have identical interfaces and external behaviors. But certain operations can have radically different costs. Randomly accessing elements in an ArrayList is a constanttime operation。本節(jié)將就這些問題進(jìn)行探討。對象需要的數(shù)據(jù)位于哪兒，如何控制對象的 “ 存在時間 ” 呢？針對這個問題，解決的方案是各異其趣的。為獲得最快的運(yùn)行速度，存儲以及存在時間可在編寫程序時決定，只需將對象放置在堆棧（有時也叫作自動或定域變量）或者靜態(tài)存儲區(qū)域即可。某些情況下，這種優(yōu)先級的控制是非常有價值的。如果要解決的是一個較常規(guī)的問題，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、倉儲管理或者空中交通控制，這一方法就顯得太局限了。若采用這種方式，除非進(jìn)入運(yùn)行期，否則根本不知道到底需要多少個對象，也不知道它們的存在時間有多長，以及準(zhǔn)確的類型是什么。若需一個新對 象，只需在需要它的時候在內(nèi)存堆里簡單地創(chuàng)建它即可。由于動態(tài)創(chuàng)建方法使對象本來就傾向于復(fù)雜，所以查找存儲空間以及釋放它所需的額外開銷不會為對象的創(chuàng)建造成明顯的影響。 C++允許我們決定是在寫程序時創(chuàng)建對象，還是在運(yùn)行期間創(chuàng)建，這種控制方法更加靈活。 但還要考慮另外一個問題，亦即對象的 “ 存在時間 ” 或者 “ 生存時間 ”（ Lifetime）。程序員可用兩種方法來破壞一個對象：用程序化的方式?jīng)Q定何時破壞對象，或者利用由運(yùn)行環(huán)境提供的一種 “ 垃圾收集器 ” 特性，自動尋找那些不再使用的對象，并將其清除。 但這并不符合 C++語言的設(shè)計(jì)宗旨，所以未能包括到 C++里。 本節(jié)剩下的部分將討論操縱對象時要考慮的另一些因素。既然如此，怎樣才能知道那些對象要求多少空間呢？事先上根本無法提前知道，除非進(jìn)入運(yùn)行期。用于解決特定問題的新型對象容納了指向其他對象的句柄。但不能只看到這一點(diǎn)。在需要的時候，集合會自動擴(kuò)充自己，以便適應(yīng)我們在其中置入的任何東西。只需創(chuàng)建一個集合，以后的工作讓它自己負(fù)責(zé)好了。在 C++中，它們是以 “ 標(biāo)準(zhǔn)模板庫 ” （ STL）的形式提供的。 Smalltalk 提供了一套非常完整的集合。在某些庫中，一個常規(guī)集合便可滿足人們的大多數(shù)要求；而在另一些庫中（特別是 C++的庫），則面向不同的需求提供了不同類型的集合。所以我們能根據(jù)自己的需要選擇適當(dāng)?shù)念愋汀? 所有集合都提供了相應(yīng)的讀寫功能。有一個叫作 “ 推 ” （ Push）、 “ 添加 ” （ Add）或其他類似名字的函數(shù)用于做這件事情。如果是一個數(shù)組形式的實(shí)體，比如一個矢量（ Vector），那么也許能用索引運(yùn)算符或函數(shù)。此外，單選定函數(shù)的功能是非常有限的。作為一個類，它也提供了一級抽象。通過繼承器的作用，集合被抽象成一個簡單的序列。這樣一來，我們就可以靈活地改變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不會對程序里的代碼造成干擾。 Java 新增一個更復(fù)雜的集合庫，其中包含了一個名為 Iterator 的繼承器，可以做比老式的 Enumeration 更多的事情。通過對它的操縱，應(yīng)該能解決自己的問題。有兩方面的原因促使我們需要對集合作出選擇。堆棧的接口與行為與隊(duì)列的不同，而隊(duì)列的接口與行為又與一個集（ Set）或列表的不同。 其次，不同的集合在進(jìn)行特定操作時往往有不同的效率。它們都屬于簡單的序列，擁有完全一致的接口和外部行為。對矢量內(nèi)的元素進(jìn)行的隨機(jī)訪問（存取）是一種常時操作；無論我們選擇的選擇是什么，需要的時間量都是相同的。而且假設(shè)某個元素位于列表較遠(yuǎn)的地方，找到它所需的時間也會長許多。這些以及其他操作都有不同的執(zhí)行效率，具體取決于序列的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是什么。最后調(diào)整性能的時候，再根據(jù)情況把它換成矢量。 最后，記住集合只是一個用來放置對象的儲藏所。如果在一個編程環(huán)境中工作，它由于其他因素（比如在 Windows下運(yùn)行，或者由垃圾 收集器帶來了開銷）產(chǎn)生了內(nèi)在的開銷，那么矢量和鏈接列表之間在系統(tǒng)開銷上的差異就或許不是一個大問題。甚至可以想象有一個 “ 完美 ” 的集合抽象，它能根據(jù)自己的使用方式自動改變基層的實(shí)現(xiàn)方式。在 Java 中（與其他幾乎所有 OOP語言一樣），對這個問題的答案都是肯定的，而且這個終級基礎(chǔ)類的名字很簡單，就是一個 “Object” 。 單根結(jié) 構(gòu)中的所有對象都有一個通用接口，所以它們最終都屬于相同的類型。從向后兼容的角度看，這一方案可與 C 模型更好地配合，而且可以認(rèn)為它的限制更少一些。需添加我們要用到的各種新類庫，還要使用另一些不兼容的接口。為得到 C++額外的 “ 靈活性 ” ，付出這樣的代價值得 嗎？當(dāng)然，如果真的需要 —— 如果早已是 C 專家，如果對 C 有難舍的情結(jié) —— 那么就真的很值得。 單根結(jié)構(gòu)中的所有對象（比如所有 Java 對象）都可以保證擁有一些特定的功能。一個單根結(jié)構(gòu)，加上所有對象都在內(nèi)存堆中創(chuàng)建，可以極大簡化參數(shù)的傳遞（這在 C++里是一個復(fù)雜的概念）。與此有關(guān)的必要支持可安裝于基礎(chǔ)類中，而垃圾收集器可將適當(dāng)?shù)南?發(fā)給系統(tǒng)內(nèi)的任何對象。 由于運(yùn)行期的類型信息肯定存在于所有對象中，所以永遠(yuǎn)不會遇到判斷不出一個對象的類型的情況。 3 集合庫與方便使用集合 由于集合是我們經(jīng)常都要用到的一種工具，所以一個集合庫是十分必要的，它應(yīng)該可以方便地重復(fù)使用。 Java 提供了這樣的 一個庫，盡管它在 Java 和 中都顯得非常有限（ Java 的集合庫則無疑是一個杰作）。單根結(jié)構(gòu)意味著、所有東西歸根結(jié)底都是一個對象 ” ！所以容納了 Object 的一個集合實(shí)際可以容納任何東西。 為使用這樣的一個集合，只需添加指向它的對象句柄即可，以后可以通過句柄重新使用對象。再次使用它的時候，會得到一個 Object 句柄，而非指向我們早先置入的那個類型的句柄。但這一次不是在分級結(jié)構(gòu)中上溯造型成一種更 “ 通用 ” 的類型。這種造型方法叫作 “ 下溯造型 ” （ Downcasting）。但我們不知道一個 Object 到底是 Circle 還是 Shape，所以很難保證下溯造型的安全進(jìn)行，除非確切地知道自己要操作的是什么。我們稍后即會對此進(jìn)行解釋。 下溯造型和運(yùn)行期檢查都要求花額外的時間來運(yùn)行程序，而且程序員必須付出額外的精力。答案是肯定的，我們可以采用 “ 參數(shù)化類型 ” ，它們是編譯器能自動定制的類，可與特定的類型配合。 參數(shù)化類型是 C++一個重要的組成部分，這部分是 C++沒有單根結(jié)構(gòu)的緣故。 Java 目前尚未提供參數(shù)化類型，因?yàn)橛捎谑褂玫氖菃胃Y(jié)構(gòu)，所以使用它顯得有些笨拙。 Java 采取的這種關(guān)鍵字保留機(jī)制其實(shí)經(jīng)常讓人摸不著頭腦，很難斷定以后會發(fā)生什么