Java: руководство для начинающих (ЛП)

Для того чтобы продемонстрировать истинные возможности интерфейсов, обратимся к конкретному практическому примеру. В предыдущих главах был создан класс Queue, реализующий простую очередь фиксированного размера для хранения символов. Но обеспечить функционирование очереди можно разными способами. В частности, очередь может быть фиксированного размера или “растущей”, линейной (т.е. переполняться при достижении верхней границы выделенной памяти) или кольцевой (в этом случае при удалении символов из очереди освобождается место для новых элементов). Кроме того, очередь может быть реализована на базе массива, связного списка, двоичного дерева и т.д. Как бы ни была воплощена очередь, интерфейс для нее остается без изменения, т.е. методы put и get , определяющие этот интерфейс, выполняют одинаковые действия независимо от внутренней организации очереди. А поскольку интерфейс для очереди не зависит от конкретной ее реализации, его нетрудно определить, а конкретные детали разработать в каждой реализации очереди по отдельности.

В этом проекте предстоит сначала создать интерфейс для очереди, хранящей символы, а затем реализовать его тремя способами. Во всех трех реализациях для хранения символов будет использоваться массив. Одна из очередей будет линейной и фиксированного размера, т.е. такая же, как и реализованная ранее. Вторая очередь будет кольцевой. В кольцевой очереди при достижении границ массива значения индексов будут автоматически изменяться таким образом, чтобы указывать на начало очереди. Таким образом, в кольцевую очередь можно будет поместить любое количество элементов, но при условии своевременного удаления элементов, включенных в нее ранее. И наконец, третья очередь будет динамической. Это означает, что ее размеры будут увеличиваться по мере необходимости.

Последовательность действий

Создайте файл iCharQ.java и введите в него следующее определение интерфейса: // Интерфейс для очереди символов. public interface ICharQ { // поместить символ в очередь void put(char ch); // извлечь символ из очереди char get ; }

Как видите, этот интерфейс чрезвычайно прост: в нем объявлены только два метода. Эти методы должны быть определены в любом классе, реализующем интерфейс ICharQ.

Создайте файл IQDemo.java.

Начните написание примера программы в файле IQDemo.java с приведенного ниже кода класса FixedQueue. // Класс, реализующий очередь фиксированного размера // для хранения символов. class FixedQueue implements ICharQ { private char q[]; // Массив для хранения элементов очереди, private int putloc, getloc; // Индексы размещения и извлечения // элементов очереди. // создать пустую очередь заданного размера public FixedQueue(int size) { q = new char[size+1]; // выделить память для очереди putloc = getloc = 0; } // поместить символ в очередь public void put(char ch) { if(putloc==q.length-1) { System.out.println(" - Queue is full."); return; } putloc++; q[putloc] = ch; } // извлечь символ из очереди public char get { if(getloc == putloc) { System.out.println(" - Queue is empty."); return (char) 0; } getloc++; return q[getloc]; } }

Эта реализация интерфейса ICharQ выполнена на основе уже знакомого вам класса Queue, разработанного в главе 5.

Добавьте в файл IQDemo. j ava приведенный ниже класс CircularQueue. Он реализует кольцевую очередь для хранения символов. // Кольцевая очередь. class CircularQueue implements ICharQ { private char q[]; // Массив для хранения элементов очереди, private int putloc, getloc; // Индексы размещения и извлечения // элементов очереди. // создать пустую очередь заданного размера public CircularQueue (int size) { q = new char[size+1]; // выделить память для очереди putloc = getloc = 0; } // поместить символ в очередь public void put(char ch) { /* Очередь считается полной, если индекс putloc на единицу меньше индекса getloc или если индекс putloc указывает на конец массива, а индекс getloc - на его начало. */ if(putloc+l==getloc | ((putloc==q.length-1) & (getloc==0))) { System.out.println(" - Queue is full."); return; } putloc++; if(putloc==q.length) putloc = 0; // перейти в начало массива q[putloc] = ch; } // извлечь символ из очереди public char get { if(getloc == putloc) { System.out.println(" - Queue is empty."); return (char) 0; } getloc++; if (getloc==q. length) getloc = 0f- // вернуться в начало очереди return q[getloc]; } }