关于java:cs61b-week3Intro-and-Interfaces

1. 接口继承 Interface Inheritance

回忆上周咱们所实现的 SLList 类和 AList 类，其中蕴含很多类似的 method，比方

• addLast()
• addFirst()
• removeLast()…..

假如咱们在某个类中调用 SLList，当须要调用 AList 的时候要么把代码中的 SLList 改为 AList，要么把 AList 的 class 全副搬过去。
事实上，这两者蕴含很多反复的 method，可见它们来自同一个父类:List，它俩都是 List 的继承，咱们只需定义一个父类，而后别离让 AList 和 SLList 继承父类的个性即可，从而防止了很多反复的简短代码。

如何定义父类与子类的继承关系呢？
在 Java 中，为了表白这种层次结构，咱们须要做两件事：

• 步骤 1：定义通用列表 上位词 的类型——咱们将抉择名称 List61B。
• 步骤 2：指定 SLList 和 AList 是该类型的 下位词。

咱们应用始终新的类型叫做 interface(接口) 来示意上位词，与之前咱们常常定义类 public class 类名 不同，接口定义为 public interface 接口名
在接口外面咱们只需写外面蕴含的 函数申明，而不须要写具体实现的代码:

public interface List61B<Item> {public void addFirst(Item x);
    public void add Last(Item y);
    public Item getFirst();
    public Item getLast();
    public Item removeLast();
    public Item get(int i);
    public void insert(Item x, int position);
    public int size();}

第 2 步，咱们须要指定 AList 和 SLList 是 List61B 类的下位词，在

public class AList<Item> {...}

应用关键字implements

public class AList<Item> implements List61B<Item>{...}

implements List61B<Item>实质上是一个承诺。意味着 AList“将领有并定义 List61B 接口中指定的所有属性和办法”
至此咱们实现了父类 List61B 与子类 AList 的继承关系

2.@Override 标签

咱们在下面 List61B interface 里定义了一些通用的 method，不能是 private 类型，这代表所有的 List61B 的子类都领有这些 method
在 AList 继承之后，能够依据需要具体地实现这些 method，对于 List61B 的所有 method，在 AList 中都能够重写并笼罩
子类中继承父类的 method 实际上是一种Override(笼罩), 比方addFirst()，在 List61B 中:

public interface List61B<Item> {public void addFirst(Item x);
}

在子类中为该 method 编写具体的实现代码时，在 method 右上方增加@Override：

@Override
public void addFirst(Item x) {insert(x, 0);
}

这示意子类将笼罩父类的 addFirst() 办法，应用 @Override 有以下益处:

• 查看拼写错误，假如你把 addFirst() 写成了 addFrist()，那么 @Override 会报红，提醒你并没有笼罩该办法，更加有利于 Debug
• 揭示程序员此办法是继承父类的，并曾经对其笼罩

即便你没有增加 @Override 标签，编译器也会主动将子类中 addFirst()的实现代码笼罩掉父类中的 addFirst()

Gold Rule Of Equal

回忆咱们第一周所学的黄金判等法令，假如

int a = 5;
int b = a;

当咱们进行赋值操作时，咱们都会将 b 中的 bit 复制到 a 中，并要求 b 与 a 的 类型 雷同。你不能赋值 Dog b = 1 或者 Dog b = new Cat() 因为 三者类型并不相同
那么假如有一个办法的传参是 List61B<String> 类型的

public static String longest(List61B<String> list) {
      int maxDex = 0;
   for (int i = 0; i < list.size(); i += 1)
   ...
}

是否能够定义 AList<String> 类型的实例 a1 并将其作为参数传入 longest()？

public static void main(String[] args) {AList<String> a1 = new AList<String>();
   a1.addLast("horse");
   WordUtils.longest(a1);
}

答案是能够，如果 X 是 Y 的父类，那么 X 的内存盒能够包容 Y，也就是两者能够传参加赋值:

   List61B<String> someList = new SLList<String>();    
   someList.addFirst("elk");

3. 实现继承 Implementation Inheritance

除了 (Interface Inheritance) 的之外，还有一种继承办法是实现继承 (Implementation Inheritance)
在接口继承中，父类中所有的 method 均只有申明，而没有具体的代码实现，与之不同的是，在实现继承中，咱们能够为 method 编写具体的实现代码，在申明前增加关键字default，

default public void method() { ...}

例如，为 61BList 编写一个 print()函数:

default public void print() {for (int i = 0; i < size(); i += 1) {System.out.print(get(i) + " ");
    }
    System.out.println();}

当子类 SLList 运行时，只管子类中并没有申明该办法，因为继承个性，会默认执行 61BList 的 print()函数，从而实现打印

然而父类中的 print()并非对所有子类都高效，对于 AList 来说，get()是 O(1)级的，因为能够间接通过数组下标取得该项的值，print()的工夫复杂度则是 O(n)，而对于 SLList 来说，因为是链表构造，当要找链表中的第 i 项时，需从 sentinal 开始沿着指针遍历前 i - 1 项，复杂度是 O(n)，则对于 print()是 O(n²)，反而会使 SLList 的打印十分低效
因而父类的 print()并不适用于所有子类，解决方案是在 SLList 中重写并笼罩父类的 print()，应用@Override

@Override
public void print() {for (Node p = sentinel.next; p != null; p = p.next) {System.out.print(p.item + " ");
    }
}

笼罩之后再次执行 print()则是应用子类自定义的 print()

4.Dynamic Method Selection

回忆一下咱们之前说的，如果 X 是 Y 的父类，那么 X 能够保留对 Y 的援用，那么有一个问题:
如果申明一个

 List61B<String> someList = new SLList<String>();

而后调用

   someList.print();

则 someList 会执行哪一个 print()呢？是父类里的还是子类里的？
在解决此问题之前，须要理解一些对于 Static and Dynamic Type 的常识
在 Java 中，每个变量都领有两种类型，别离是 compile-time type(static type)和 run-time type(dynamic type)：

• static type 在变量申明时定义的类型，永远不会扭转
• dynamic type 在编译运行时的类型，当应用 new 实例化时一个对象时，dynamic type 等同于该对象的类型
  

构想咱们应用一个变量调用对象的某办法，该变量领有 static type X 和 dynamic type Y

如果 Y override 该办法，那么 Y 中重写的 method 将会替换掉原来 X 中的 method
This is known as“dynamic method selection”. 因而，print()实际上是调用的 SLList 外面的 method, 而不是 61BList 外面的

Override VS Overload

如果在子类中有一个办法与父类齐全同名 (包含参数与参数类型), 那么咱们就称为子类对父类的该办法Override
如果子类有一个办法与父类同名，然而参数或参数类型不同，那么就称为Overload

The Method Selection Algorithm

Dynamic Selection Method 算法原理:

思考一个函数调用 foo.bar(x1)，其中 foo 具备 动态类型 TPrime，而 x1 具备 动态类型 T1。

在编译时，编译器会验证 TPrime 是否具备能够解决 T1 的办法。如果存在，则记录此办法的签名。
留神：如果有多个办法能够解决 T1，编译器会记录 “最具体” 的一个。比方 T1=Dog，TPrime 有 bar(Dog)和 bar(Animal)，就会记录 bar(Dog)。

在运行时，如果 foo 的 动静类型 Override 了记录的签名，则应用 Override 的办法。否则，应用 TPrime 版本的办法。

为验证您是否搞懂 Override 与 Overload 的区别，一个小测验如下:

what’s the answer of red box?

首先 a 的动态类型是 Animal，动静类型是 Dog
d 的动态类型和动静类型都是 Dog，根据上述算法:

a.greet(d);
步骤:
验证 Animal 是否有 greet()办法 --> 是，下一步
验证 greet()是否被子类 Dog Override--> 否，调用 Animal 的 greet()
输入 hellow animal

a.sniff(d);
步骤：验证 Animal 是否有 sniff()办法 --> 是，下一步
验证 sniff()是否被子类 Override--> 是，调用 Dog 的 sniff()办法
输入 dog sniff animal

d.flatter(d);
d 动态类型和动静类型均为 Dog，间接调用 Dog 的 flatter
输入 dog sniff animal

a.flatter(d);
步骤：验证 Animal 是否有 flatter()办法 --> 是，下一步
验证 flatter()是否被子类 Override--> 否，Dog 类的 flatter()和 Animal 类的 flatter()同名，但参数类型不同，属于 Overload，而不是 Override！调用 Animal 的 flatter()办法，不调用 Dog 的 flatter()，因为不是 Override
输入 "u r cool animal"

对于 Overload 的练习:
假如以下 method 均在同一个 class 之中:

public static void peek(List61B<String> list) {System.out.println(list.getLast());
}
public static void peek(SLList<String> list) {System.out.println(list.getFirst());
}

当你运行以下代码:

SLList<String> SP = new SLList<String>();
List61B<String> LP = SP;
SP.addLast("elk");
SP.addLast("are");
SP.addLast("cool");
peek(SP);
peek(LP);

会先后输入什么?
答案是
elk
cool
因为 peek()是 Overload，并不进行 Dynamic Selection Algorithm，因而编译器会抉择动态类型对应的 peek()括号内的参数类型，并传入执行

5. 接口继承 VS 实现继承

implementation Inheritance 的毛病:

• 当子类层级泛滥时，难以追踪子类 Override 的办法到底在哪里，或是在哪里定义
• 导致简单的代码，当两个接口之间有雷同的 default method 时，可能引起抵触
• 封装 (encapsulation) 解体