15. 使类和成员的可访问性最小化
信息隐藏或封装是软件设计的基本原则之一,因为它可以有效地解除组成系统的各组件之间的耦合关系,即解耦。 应尽可能地使每个类或者成员不被外界访问。
15.1 对于顶层的类和接口,两种访问级别:包级私有的和公有的
15.2 对于成员有四种访问级别:私有的,包级私有的,受保护的,公有的
15.3 公有类的实例域决不能是公有的。包含公有域的类通常不是线程安全的。
15.4 让类具有公有的静态final数组域,或者返回这种域的访问方法,这是错误的。应该私有,用公有方法返回数组的一个拷贝,或者返回一个不可变列表。
16. 要在公有类而非公有域中使用访问方法
如果类可以在它所在的包之外进行访问,就提供访问方法。
如果类是包级私有的,或者是私有的嵌套类,直接暴露它的数据域并没有本质的错误。
公有类永远都不应该暴露可变的数据域。
17. 使可变性最小化
除非有很好的理由要让类称为可变的类,否则它应该是不可变的。如果类不能做成不可变的,仍然应该尽可能地限制它的可变性,尽可能使每个域都是private final的。不要在构造器或者静态工厂之外提供公有的初始化方法。
17.1 为了使类称为不可变,要遵循5条规则:
a. 不要提供任何会修改对象状态的方法(设值方法)
b. 保证类不会被扩展(声明类为final)
c. 声明所有的域都是final的
d. 声明所有的域都是私有的
e. 确保对于任何可变组件的互斥访问
17.2 不可变的优点
a. 不可变对象本质上是线程安全的,它们不要求同步
b. 不仅可以共享不可变对象,甚至可以共享它们的内部信息
c. 不可变对象为其它对象提供了大量的构件
d. 不可变对象无偿地提供了失败的原子性
17.3 不可变的缺点
对于每个不同的值都需要一个单独的对象。创建这些对象的代价可能很高,可能引起性能问题。如果确有性能问题时,才考虑为不可变类提供公有的可变配套类。
18. 复合优先于继承
这里说的继承指的是实现继承,而非接口继承。 继承违背了封装原则,会不必要地暴露实现细节。 只有当子类真正是超类的子类型时,才适合用继承,即"is-a"关系时。
不扩展现有的类,而是在新的类里增加一个私有域,它引用现有类的一个实例,这种设计称为"复合"(composition)。复合不会破坏封装,并且可以隐藏原有类里API的缺陷。应该优先考虑用复合和转发机制来代替继承。
19. 要么设计继承并提供文档说明,要么禁止继承
对于那些并非为了安全地进行子类化而设计和编写文档的类,要禁止子类化(将类声明为final或将所有构造器都变为私有的)。
设计可继承的类,必须
a. 该类必须有文档说明它可覆盖(override)的方法的自用性。即详细说明哪些情况下它会调用可覆盖的方法,调用顺序等等。
b. 类必须以精心挑选的受保护的方法的形式,提供适当的钩子(hook),以便进入其内部工作中。
c. 必须在发布之前编写子类对可继承类进行测试。
d. 为了容许继承,类还必须遵守一些约束。如构造器(还有clone和readObject方法)决不能调用可被覆盖的方法。
20. 接口优于抽象类
接口的优点:
a. 接口可以多继承,可以很容易实现新接口,而抽象类只能单继承。
b. 接口是定义mixin(混合类型)的理想选择,mixin是指提供某些可供选择的行为。
c. 接口允许构造非层次结构的类型框架。
d. 接口使得安全地增强类的功能称为可能。
通过对接口提供一个抽象的骨架实现类,可以把接口和抽象类的优点结合起来。如果你导出了一个重要的接口,就应该考虑提供骨架实现类,且应该尽可能地通过缺省方法在接口中提供骨架实现,以便接口的所有实现类都能使用。另外好的文档绝对是必要的。
21. 为后代设计接口
并非每一个可能实现的所有变体,始终都可以编写出一个缺省方法。
测试每一个新的接口尤其重要,应起码三种实现来测试接口。
22. 接口只用于定义类型
接口应该只被用来定义类型,不应该被用来导出常量。常量应该用不可实例化的工具类或枚举类型来导出。
23. 类层次优于标签类
标签类指含有表明对象类型的变量的类,即用一个类来表示多种对象类型。标签类过于冗长,容易出错,并且效率低下。 应该把标签类转变成类层次,即子类型化。定义公有抽象类,然后根据不同对象类型来定义子类,并且拆分数据域到每个子类。
24. 静态成员类优于非静态成员类
四种嵌套类
24.1 静态成员类
一般作为辅助类。不要求访问外围实例的成员类,都应该是静态的。
24.2 非静态成员类
包含外面类的一个实例引用,这种关联关系消耗空间和时间,可能造成内存泄漏。
24.3 匿名类
在使用时同时被声明和实例化。匿名类是使用有很多限制,一般用于创建小型函数对象和过程对象(现在优先选择lambda),或者用在静态工厂方法的内部。
24.4 局部类
在"可以声明局部变量"的地方使用,必须非常简短,不影响可读性。
25. 限制源文件为单个顶级类
一个顶级类一个源文件,永远不要把多个顶级类或者接口放在一个源文件中。这样可以确保编译时一个类不会有多个定义,也能确保编译产生的类文件以及程序结果的行为,都不会受到源文件被传给编译器的顺序的影响。