JAVA精灵 第六章 我们的族谱

中国是一个姓氏繁多的国家，而且每个姓氏都有很多有趣的故事，成为了中国文化的重要元素。除了我们常见的陈、李、黄、何、张等姓氏以外，还有很多有趣的姓氏。在十二生肖当中，用作姓氏的就有九个，包括马、牛、羊、狗、猪、鸡、虎、龙、蛇。前段时间，有一位姓“鸡”的网友在网上为儿子征名，让网友脑洞大开，纷纷献言献策，结果，没有一个是好听的——“鸡蛋”、“鸡毛”、“鸡公”，更有人说“鸡屁股”。唉，看来，这位爸爸也只能是“潮州人拉二胡”——自己顾自己了！中国有句俗语——“行不改名坐不改姓”，虽说有些姓氏可能比较奇怪，但中国人却极少有人会改自己的姓氏的，因为这是祖宗留下的东西，是自己的“根”。谈到姓氏，我们很自然会联想到“族谱”，这是一本手册，从炎黄始祖开始，按照世代、时间的顺序，将本宗族的所有人一一囊括其中，就如同一棵大树，不断开枝散叶，繁衍生息。在Java世界，我们也有属于自己的族谱，其中最为知名的一本族谱，就是Java API。

我们以平时用得非常多的一个类——ArrayList为例，来看一下这本族谱是怎么编排的，从中我们又能看出些什么东西？

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我们看到，ArrayList这个家伙的完整路径是“java.util.ArrayList”，这里的“java.util”是包名，我们可以将其看作是人类族谱当中的地区名称，就如同“广东省广州市”之类，然后他的父亲是“java.util.AbstractList”（称为ArrayList的基类或父类），他的爷爷是“java.util.AbstractCollection”，再往上一就是他的祖先“java.lang.Object”，从包名的差异我们可以判定，这个家伙的祖先可能位于黄河之滨而不是在广州。注意这个“java.lang.Object”是所有类的祖先，它的地位就相当于炎黄始祖，任何子类都会流淌着他的血脉。此外，我们看到ArrayList自己也有三个儿子，分别为“AttributeList”、“RoleList”和“RoleUnresolvedList”，如果我们点击“AttributeList”，也可以看到类似的一棵树。

这种树状的关系就是我们第二章所提到的“继承”关系，我们在类定义当中也清晰看到“extends”关键字。

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此外，我们在这里还看到这棵树下面有一行内容——“所有已实现的接口”。所谓的“接口”（interface），我们可以将其简单理解为“一组功能的集合”，不过，它只是一种定义（或规范），具体如何实现则是要由类自己来确定，所以我们这里写的是“实现”（implements）接口。其实，这个概念跟我们日常生活中的“接口”也是类似的。例如，我们的插线板（排插）上可能有两个孔的接口、也有三个孔的接口，但无论是什么牌子的排插，遵循同一个标准（如新国标）的排插，其同一类接口中各个孔的排列、间距、宽度等都是相同的，这样我们的插头才能够任意适配不同的插线板。而插线板内部的实现则可能是各不相同的，但这个并不是接口所要关心的问题。

我们来看一个简单的“接口”：

package test.code1;
import java.util.Date;
public interface Alarm{
    public void ring();
    public void setAlarmTime(Date time);
}

这里我们定义了一个“Alarm”闹铃的接口，可以看到，它跟“类”的定义非常类似，只是关键字换成了interface。不过，我们要留意的是，接口当中的方法是都以“;”结尾的，并没有方法体（{ … }）部分。我们可以将这种方法称为“抽象方法”，因为它只是一个抽象的概念，只是定义了一种规范、一种功能需求而没有实际的内容。

接下来，我们用上一章的Clock类来实现这个“Alarm”接口，以便让这个钟具备闹铃的功能。

package test.code1;
import java.util.Date;
public class Clock implements Alarm{
    
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello Kitty");
    } 
    
    private Date alarmTime;

    public void ring(){
        System.out.println("懒虫，快起床！");
    }

    public void setAlarmTime(Date time){
        this.alarmTime=time;
        System.out.println("闹铃时间："+time);
    }
}

我们看到，实现接口其实就是对接口中定义的方法增加方法体（这个过程也可以称为“实现方法”），使它有血有肉，具有实际的功能，也就是将“抽象方法”进行实体化。由于实现接口只是要求我们将每个抽象方法都变成实体方法，至于这个实体方法如何去写，接口本身并不关心，例如，你可以只写一对大括号{ }然后里面什么都不写（就如同插线板上只有一个三孔接口，里面却是空的），这样也是可以的，不过，你必须保证你的类当中不再有未实现的抽象方法，除非你的类也定义成一个“抽象类”（abstract class）。

我们使用EditPlus先对Alarm.java进行编译（注意Alarm.java跟Clock.java都是放在JavaTest目录下），接着对Clock.java进行编译。不过，在编译的时候看到如下提示：

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这里我们在EditPlus中执行的Dos命令是这样子的：

javac -d D:\JavaTest D:\JavaTest\Clock.java

这里我们指定了输出目录（D:\JavaTest）以及要编译的文件（D:\JavaTest\Clock.java），对于内置的类，例如java.util.Date，javac命令是可以在程序安装目录当中找到对应的类的，但对于我们自己的类或接口（Alarm），我们需要明确告诉它该从哪里去查找，否则它会找不到。我们可以用选项“cp”（classpath，类路径）来指定查找类的位置。将上述命令修改以下：

javac -d D:\JavaTest -cp D:\JavaTest D:\JavaTest\Clock.java

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需要留意的是，我们这里指定的查找目录是D:\JavaTest而不是Alarm.class实际存放的目录D:\JavaTest\test\code1，这是因为，Clock.java以及Alarm.java都有下面这一行：

package test.code1;

这一行跟告知了这两个类的位置（相对于D:\JavaTest），所以javac能够自动去对应的目录中查找。

需要注意的是，我们在编译时必须先编译Alarm.java，再编译Clock.java。这就有一个问题，有时候我们可能连续写多个类和接口，但每次都要按顺序逐个编译，能否有更简便的方法？答案是有的，我们可以使用通配符（*）。再次改一下EditPlus，将原来的“文件路径”改成“文件目录”下的所有java文件：

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这样，我们每次执行javac的时候，它都会自动按照引用的先后顺序来完成批量编译。

另外，我们还要记住java当中的一条非常重要的规矩：一个类只能继承一个直接的父类，但可以实现多个接口。这其实也是很容易理解的，人只能有一个亲生父亲，但却可以练就一身本领（实现多个不同的接口）。不过，这个父亲并不包括java.lang.Object类，因为默认所有类都会“隐式”继承这个类，并不需要通过extends来继承。例如我们前面的ArrayList它继承自java.util.AbstractList，并实现了6个接口，分别为Serializable、Cloneable、Iterable<E>、Collection<E>、List<E>、RandomAccess。

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