第17章 项目
本章包含了一系列项目，它们都以本书介绍的内容为基础，并对早期的章节进行了一定程度的扩充。
与以前经历过的项目相比，这儿的大多数项目都明显要复杂得多，它们充分演示了新技术以及类库的运用。
17.1 文字处理
如果您有C或C++的经验，那么最开始可能会对Java控制文本的能力感到怀疑。事实上，我们最害怕的就是速度特别慢，这可能妨碍我们创造能力的发挥。然而，Java对应的工具（特别是String类）具有很强的功能，就象本节的例子展示的那样（而且性能也有一定程度的提升）。
正如大家即将看到的那样，建立这些例子的目的都是为了解决本书编制过程中遇到的一些问题。但是，它们的能力并非仅止于此。通过简单的改造，即可让它们在其他场合大显身手。除此以外，它们还揭示出了本书以前没有强调过的一项Java特性。
17.1.1 提取代码列表
对于本书每一个完整的代码列表（不是代码段），大家无疑会注意到它们都用特殊的注释记号起始与结束（'//:'和'///:~'）。之所以要包括这种标志信息，是为了能将代码从本书自动提取到兼容的源码文件中。在我的前一本书里，我设计了一个系统，可将测试过的代码文件自动合并到书中。但对于这本书，我发现一种更简便的做法是一旦通过了最初的测试，就把代码粘贴到书中。而且由于很难第一次就编译通过，所以我在书的内部编辑代码。但如何提取并测试代码呢？这个程序就是关键。如果你打算解决一个文字处理的问题，那么它也很有利用价值。该例也演示了String类的许多特性。
我首先将整本书都以ASCII文本格式保存成一个独立的文件。CodePackager程序有两种运行模式（在usageString有相应的描述）：如果使用-p标志，程序就会检查一个包含了ASCII文本（即本书的内容）的一个输入文件。它会遍历这个文件，按照注释记号提取出代码，并用位于第一行的文件名来决定创建文件使用什么名字。除此以外，在需要将文件置入一个特殊目录的时候，它还会检查package语句（根据由package语句指定的路径选择）。
但这样还不够。程序还要对包（package）名进行跟踪，从而监视章内发生的变化。由于每一章使用的所有包都以c02，c03，c04等等起头，用于标记它们所属的是哪一章（除那些以com起头的以外，它们在对不同的章进行跟踪的时候会被忽略）——只要每一章的第一个代码列表包含了一个package，所以CodePackager程序能知道每一章发生的变化，并将后续的文件放到新的子目录里。
每个文件提取出来时，都会置入一个SourceCodeFile对象，随后再将那个对象置入一个集合（后面还会详尽讲述这个过程）。这些SourceCodeFile对象可以简单地保存在文件中，那正是本项目的第二个用途。如果直接调用CodePackager，不添加-p标志，它就会将一个“打包”文件作为输入。那个文件随后会被提取（释放）进入单独的文件。所以-p标志的意思就是提取出来的文件已被“打包”（packed）进入这个单一的文件。
但为什么还要如此麻烦地使用打包文件呢？这是由于不同的计算机平台用不同的方式在文件里保存文本信息。其中最大的问题是换行字符的表示方法；当然，还有可能存在另一些问题。然而，Java有一种特殊类型的IO数据流——DataOutputStream——它可以保证“无论数据来自何种机器，只要使用一个DataInputStream收取这些数据，就可用本机正确的格式保存它们”。也就是说，Java负责控制与不同平台有关的所有细节，而这正是Java最具魅力的一点。所以-p标志能将所有东西都保存到单一的文件里，并采用通用的格式。用户可从Web下载这个文件以及Java程序，然后对这个文件运行CodePackager，同时不指定-p标志，文件便会释放到系统中正确的场所（亦可指定另一个子目录；否则就在当前目录创建子目录）。为确保不会留下与特定平台有关的格式，凡是需要描述一个文件或路径的时候，我们就使用File对象。除此以外，还有一项特别的安全措施：在每个子目录里都放入一个空文件；那个文件的名字指出在那个子目录里应找到多少个文件。
下面是完整的代码，后面会对它进行详细的说明：
//: CodePackager.java
// "Packs" and "unpacks" the code in "Thinking
// in Java" for cross-platform distribution.
/* Commented so CodePackager sees it and starts
a new chapter directory, but so you don't
have to worry about the directory where this
program lives:
package c17;
*/
import java.util.*;
import java.io.*;
class Pr {
static void error(String e) {
System.err.println("ERROR: " + e);
System.exit(1);
}
}
class IO {
static BufferedReader disOpen(File f) {
BufferedReader in = null;
try {
in = new BufferedReader(
new FileReader(f));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static BufferedReader disOpen(String fname) {
return disOpen(new File(fname));
}
static DataOutputStream dosOpen(File f) {
DataOutputStream in = null;
try {
in = new DataOutputStream(
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(f)));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static DataOutputStream dosOpen(String fname) {
return dosOpen(new File(fname));
}
static PrintWriter psOpen(File f) {
PrintWriter in = null;
try {
in = new PrintWriter(
new BufferedWriter(
new FileWriter(f)));
} catch(IOException e) {
Pr.error("could not open " + f);
}
return in;
}
static PrintWriter psOpen(String fname) {
return psOpen(new File(fname));
}
static void close(Writer os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
static void close(DataOutputStream os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
static void close(Reader os) {
try {
os.close();
} catch(IOException e) {
Pr.error("closing " + os);
}
}
}
class SourceCodeFile {
public static final String
startMarker = "//:", // Start of source file
endMarker = "} ///:~", // End of source
endMarker2 = "}; ///:~", // C++ file end
beginContinue = "} ///:Continued",
endContinue = "///:Continuing",
packMarker = "###", // Packed file header tag
eol = // Line separator on current system
System.getProperty("line.separator"),
filesep = // System's file path separator
System.getProperty("file.separator");
public static String copyright = "";
static {
try {
BufferedReader cr =
new BufferedReader(
new FileReader("Copyright.txt"));
String crin;
while((crin = cr.readLine()) != null)
copyright += crin + "\n";
cr.close();
} catch(Exception e) {
copyright = "";
}
}
private String filename, dirname,
contents = new String();
private static String chapter = "c02";
// The file name separator from the old system:
public static String oldsep;
public String toString() {
return dirname + filesep + filename;
}
// Constructor for parsing from document file:
public SourceCodeFile(String firstLine,
BufferedReader in) {
dirname = chapter;
// Skip past marker:
filename = firstLine.substring(
startMarker.length()).trim();
// Find space that terminates file name:
if(filename.indexOf(' ') != -1)
filename = filename.substring(
0, filename.indexOf(' '));
System.out.println("found: " + filename);
contents = firstLine + eol;
if(copyright.length() != 0)
contents += copyright + eol;
String s;
boolean foundEndMarker = false;
try {
while((s = in.readLine()) != null) {
if(s.startsWith(startMarker))
Pr.error("No end of file marker for " +
filename);
// For this program, no spaces before
// the "package" keyword are allowed
// in the input source code:
else if(s.startsWith("package")) {
// Extract package name:
String pdir = s.substring(
s.indexOf(' ')).trim();
pdir = pdir.substring(
0, pdir.indexOf(';')).trim();
// Capture the chapter from the package
// ignoring the 'com' subdirectories:
if(!pdir.startsWith("com")) {
int firstDot = pdir.indexOf('.');
if(firstDot != -1)
chapter =
pdir.substring(0,firstDot);
else
chapter = pdir;
}
// Convert package name to path name:
pdir = pdir.replace(
'.', filesep.charAt(0));
System.out.println("package " + pdir);
dirname = pdir;
}
contents += s + eol;
// Move past continuations:
if(s.startsWith(beginContinue))
while((s = in.readLine()) != null)
if(s.startsWith(endContinue)) {
contents += s + eol;
break;
}
// Watch for end of code listing:
if(s.startsWith(endMarker) ||
s.startsWith(endMarker2)) {
foundEndMarker = true;
break;
}
}
if(!foundEndMarker)
Pr.error(
"End marker not found before EOF");
System.out.println("Chapter: " + chapter);
} catch(IOException e) {
Pr.error("Error reading line");
}
}
// For recovering from a packed file:
public SourceCodeFile(BufferedReader pFile) {
try {
String s = pFile.readLine();
if(s == null) return;
if(!s.startsWith(packMarker))
Pr.error("Can't find " + packMarker
+ " in " + s);
s = s.substring(
packMarker.length()).trim();
dirname = s.substring(0, s.indexOf('#'));
filename = s.substring(s.indexOf('#') + 1);
dirname = dirname.replace(
oldsep.charAt(0), filesep.charAt(0));
filename = filename.replace(
oldsep.charAt(0), filesep.charAt(0));
System.out.println("listing: " + dirname
+ filesep + filename);
while((s = pFile.readLine()) != null) {
// Watch for end of code listing:
if(s.startsWith(endMarker) ||
s.startsWith(endMarker2)) {
contents += s;
break;
}
contents += s + eol;
}
} catch(IOException e) {
System.err.println("Error reading line");
}
}
public boolean hasFile() {
return filename != null;
}
public String directory() { return dirname; }
public String filename() { return filename; }
public String contents() { return contents; }
// To write to a packed file:
public void writePacked(DataOutputStream out) {
try {
out.writeBytes(
packMarker + dirname + "#"
+ filename + eol);
out.writeBytes(contents);
} catch(IOException e) {
Pr.error("writing " + dirname +
filesep + filename);
}
}
// To generate the actual file:
public void writeFile(String rootpath) {
File path = new File(rootpath, dirname);
path.mkdirs();
PrintWriter p =
IO.psOpen(new File(path, filename));
p.print(contents);
IO.close(p);
}
}
class DirMap {
private Hashtable t = new Hashtable();
private String rootpath;
DirMap() {
rootpath = System.getProperty("user.dir");
}
DirMap(String alternateDir) {
rootpath = alternateDir;
}
public void add(SourceCodeFile f){
String path = f.directory();
if(!t.containsKey(path))
t.put(path, new Vector());
((Vector)t.get(path)).addElement(f);
}
public void writePackedFile(String fname) {
DataOutputStream packed = IO.dosOpen(fname);
try {
packed.writeBytes("###Old Separator:" +
SourceCodeFile.filesep + "###\n");
} catch(IOException e) {
Pr.error("Writing separator to " + fname);
}
Enumeration e = t.keys();
while(e.hasMoreElements()) {
String dir = (String)e.nextElement();
System.out.println(
"Writing directory " + dir);
Vector v = (Vector)t.get(dir);
for(int i = 0; i < v.size(); i++) {
SourceCodeFile f =
(SourceCodeFile)v.elementAt(i);
f.writePacked(packed);
}
}
IO.close(packed);
}
// Write all the files in their directories:
public void write() {
Enumeration e = t.keys();
while(e.hasMoreElements()) {
String dir = (String)e.nextElement();
Vector v = (Vector)t.get(dir);
for(int i = 0; i < v.size(); i++) {
SourceCodeFile f =
(SourceCodeFile)v.elementAt(i);
f.writeFile(rootpath);
}
// Add file indicating file quantity
// written to this directory as a check:
IO.close(IO.dosOpen(
new File(new File(rootpath, dir),
Integer.toString(v.size())+".files")));
}
}
}
public class CodePackager {
private static final String usageString =
"usage: java CodePackager packedFileName" +
"\nExtracts source code files from packed \n" +
"version of Tjava.doc sources into " +
"directories off current directory\n" +
"java CodePackager packedFileName newDir\n" +
"Extracts into directories off newDir\n" +
"java CodePackager -p source.txt packedFile" +
"\nCreates packed version of source files" +
"\nfrom text version of Tjava.doc";
private static void usage() {
System.err.println(usageString);
System.exit(1);
}
public static void main(String[] args) {
if(args.length == 0) usage();
if(args[0].equals("-p")) {
if(args.length != 3)
usage();
createPackedFile(args);
}
else {
if(args.length > 2)
usage();
extractPackedFile(args);
}
}
private static String currentLine;
private static BufferedReader in;
private static DirMap dm;
private static void
createPackedFile(String[] args) {
dm = new DirMap();
in = IO.disOpen(args[1]);
try {
while((currentLine = in.readLine())
!= null) {
if(currentLine.startsWith(
SourceCodeFile.startMarker)) {
dm.add(new SourceCodeFile(
currentLine, in));
}
else if(currentLine.startsWith(
SourceCodeFile.endMarker))
Pr.error("file has no start marker");
// Else ignore the input line
}
} catch(IOException e) {
Pr.error("Error reading " + args[1]);
}
IO.close(in);
dm.writePackedFile(args[2]);
}
private static void
extractPackedFile(String[] args) {
if(args.length == 2) // Alternate directory
dm = new DirMap(args[1]);
else // Current directory
dm = new DirMap();
in = IO.disOpen(args[0]);
String s = null;
try {
s = in.readLine();
} catch(IOException e) {
Pr.error("Cannot read from " + in);
}
// Capture the separator used in the system
// that packed the file:
if(s.indexOf("###Old Separator:") != -1 ) {
String oldsep = s.substring(
"###Old Separator:".length());
oldsep = oldsep.substring(
0, oldsep. indexOf('#'));
SourceCodeFile.oldsep = oldsep;
}
SourceCodeFile sf = new SourceCodeFile(in);
while(sf.hasFile()) {
dm.add(sf);
sf = new SourceCodeFile(in);
}
dm.write();
}
} ///:~我们注意到package语句已经作为注释标志出来了。由于这是本章的第一个程序，所以package语句是必需的，用它告诉CodePackager已改换到另一章。但是把它放入包里却会成为一个问题。当我们创建一个包的时候，需要将结果程序同一个特定的目录结构联系在一起，这一做法对本书的大多数例子都是适用的。但在这里，CodePackager程序必须在一个专用的目录里编译和运行，所以package语句作为注释标记出去。但对CodePackager来说，它“看起来”依然象一个普通的package语句，因为程序还不是特别复杂，不能侦查到多行注释（没有必要做得这么复杂，这里只要求方便就行）。
头两个类是“支持／工具”类，作用是使程序剩余的部分在编写时更加连贯，也更便于阅读。第一个是Pr，它类似ANSI C的perror库，两者都能打印出一条错误提示消息（但同时也会退出程序）。第二个类将文件的创建过程封装在内，这个过程已在第10章介绍过了；大家已经知道，这样做很快就会变得非常累赘和麻烦。为解决这个问题，第10章提供的方案致力于新类的创建，但这儿的“静态”方法已经使用过了。在那些方法中，正常的违例会被捕获，并相应地进行处理。这些方法使剩余的代码显得更加清爽，更易阅读。
帮助解决问题的第一个类是SourceCodeFile（源码文件），它代表本书一个源码文件包含的所有信息（内容、文件名以及目录）。它同时还包含了一系列String常数，分别代表一个文件的开始与结束；在打包文件内使用的一个标记；当前系统的换行符；文件路径分隔符（注意要用System.getProperty()侦查本地版本是什么）；以及一大段版权声明，它是从下面这个Copyright.txt文件里提取出来的：
////////////////////////////////////////////////// // Copyright (c) Bruce Eckel, 1998 // Source code file from the book "Thinking in Java" // All rights reserved EXCEPT as allowed by the // following statements: You may freely use this file // for your own work (personal or commercial), // including modifications and distribution in // executable form only. Permission is granted to use // this file in classroom situations, including its // use in presentation materials, as long as the book // "Thinking in Java" is cited as the source. // Except in classroom situations, you may not copy // and distribute this code; instead, the sole // distribution point is http://www.BruceEckel.com // (and official mirror sites) where it is // freely available. You may not remove this // copyright and notice. You may not distribute // modified versions of the source code in this // package. You may not use this file in printed // media without the express permission of the // author. Bruce Eckel makes no representation about // the suitability of this software for any purpose. // It is provided "as is" without express or implied // warranty of any kind, including any implied // warranty of merchantability, fitness for a // particular purpose or non-infringement. The entire // risk as to the quality and performance of the // software is with you. Bruce Eckel and the // publisher shall not be liable for any damages // suffered by you or any third party as a result of // using or distributing software. In no event will // Bruce Eckel or the publisher be liable for any // lost revenue, profit, or data, or for direct, // indirect, special, consequential, incidental, or // punitive damages, however caused and regardless of // the theory of liability, arising out of the use of // or inability to use software, even if Bruce Eckel // and the publisher have been advised of the // possibility of such damages. Should the software // prove defective, you assume the cost of all // necessary servicing, repair, or correction. If you // think you've found an error, please email all // modified files with clearly commented changes to: // Bruce@EckelObjects.com. (please use the same // address for non-code errors found in the book). //////////////////////////////////////////////////
从一个打包文件中提取文件时，当初所用系统的文件分隔符也会标注出来，以便用本地系统适用的符号替换它。
当前章的子目录保存在chapter字段中，它初始化成c02（大家可注意一下第2章的列表正好没有包含一个打包语句）。只有在当前文件里发现一个package（打包）语句时，chapter字段才会发生改变。
1. 构建一个打包文件
第一个构建器用于从本书的ASCII文本版里提取出一个文件。发出调用的代码（在列表里较深的地方）会读入并检查每一行，直到找到与一个列表的开头相符的为止。在这个时候，它就会新建一个SourceCodeFile对象，将第一行的内容（已经由调用代码读入了）传递给它，同时还要传递BufferedReader对象，以便在这个缓冲区中提取源码列表剩余的内容。
从这时起，大家会发现String方法被频繁运用。为提取出文件名，需调用substring()的过载版本，令其从一个起始偏移开始，一直读到字串的末尾，从而形成一个“子串”。为算出这个起始索引，先要用length()得出startMarker的总长，再用trim()删除字串头尾多余的空格。第一行在文件名后也可能有一些字符；它们是用indexOf()侦测出来的。若没有发现找到我们想寻找的字符，就返回-1；若找到那些字符，就返回它们第一次出现的位置。注意这也是indexOf()的一个过载版本，采用一个字串作为参数，而非一个字符。
解析出并保存好文件名后，第一行会被置入字串contents中（该字串用于保存源码清单的完整正文）。随后，将剩余的代码行读入，并合并进入contents字串。当然事情并没有想象的那么简单，因为特定的情况需加以特别的控制。一种情况是错误检查：若直接遇到一个startMarker（起始标记），表明当前操作的这个代码列表没有设置一个结束标记。这属于一个出错条件，需要退出程序。
另一种特殊情况与package关键字有关。尽管Java是一种自由形式的语言，但这个程序要求package关键字必须位于行首。若发现package关键字，就通过检查位于开头的空格以及位于末尾的分号，从而提取出包名（注意亦可一次单独的操作实现，方法是使用过载的substring()，令其同时检查起始和结束索引位置）。随后，将包名中的点号替换成特定的文件分隔符——当然，这里要假设文件分隔符仅有一个字符的长度。尽管这个假设可能对目前的所有系统都是适用的，但一旦遇到问题，一定不要忘了检查一下这里。
默认操作是将每一行都连接到contents里，同时还有换行字符，直到遇到一个endMarker（结束标记）为止。该标记指出构建器应当停止了。若在endMarker之前遇到了文件结尾，就认为存在一个错误。
2. 从打包文件中提取
第二个构建器用于将源码文件从打包文件中恢复（提取）出来。在这儿，作为调用者的方法不必担心会跳过一些中间文本。打包文件包含了所有源码文件，它们相互间紧密地靠在一起。需要传递给该构建器的仅仅是一个BufferedReader，它代表着“信息源”。构建器会从中提取出自己需要的信息。但在每个代码列表开始的地方还有一些配置信息，它们的身份是用packMarker（打包标记）指出的。若packMarker不存在，意味着调用者试图用错误的方法来使用这个构建器。
一旦发现packMarker，就会将其剥离出来，并提取出目录名（用一个'#'结尾）以及文件名（直到行末）。不管在哪种情况下，旧分隔符都会被替换成本地适用的一个分隔符，这是用String replace()方法实现的。老的分隔符被置于打包文件的开头，在代码列表稍靠后的一部分即可看到是如何把它提取出来的。
构建器剩下的部分就非常简单了。它读入每一行，把它合并到contents里，直到遇见endMarker为止。
3. 程序列表的存取
接下来的一系列方法是简单的访问器：directory()、filename()（注意方法可能与字段有相同的拼写和大小写形式）和contents()。而hasFile()用于指出这个对象是否包含了一个文件（很快就会知道为什么需要这个）。
最后三个方法致力于将这个代码列表写进一个文件——要么通过writePacked()写入一个打包文件，要么通过writeFile()写入一个Java源码文件。writePacked()需要的唯一东西就是DataOutputStream，它是在别的地方打开的，代表着准备写入的文件。它先把头信息置入第一行，再调用writeBytes()将contents（内容）写成一种“通用”格式。
准备写Java源码文件时，必须先把文件建好。这是用IO.psOpen()实现的。我们需要向它传递一个File对象，其中不仅包含了文件名，也包含了路径信息。但现在的问题是：这个路径实际存在吗？用户可能决定将所有源码目录都置入一个完全不同的子目录，那个目录可能是尚不存在的。所以在正式写每个文件之前，都要调用File.mkdirs()方法，建好我们想向其中写入文件的目录路径。它可一次性建好整个路径。
4. 整套列表的包容
以子目录的形式组织代码列表是非常方便的，尽管这要求先在内存中建好整套列表。之所以要这样做，还有另一个很有说服力的原因：为了构建更“健康”的系统。也就是说，在创建代码列表的每个子目录时，都会加入一个额外的文件，它的名字包含了那个目录内应有的文件数目。
DirMap类可帮助我们实现这一效果，并有效地演示了一个“多重映射”的概述。这是通过一个散列表（Hashtable）实现的，它的“键”是准备创建的子目录，而“值”是包含了那个特定目录中的SourceCodeFile对象的Vector对象。所以，我们在这儿并不是将一个“键”映射（或对应）到一个值，而是通过对应的Vector，将一个键“多重映射”到一系列值。尽管这听起来似乎很复杂，但具体实现时却是非常简单和直接的。大家可以看到，DirMap类的大多数代码都与向文件中的写入有关，而非与“多重映射”有关。与它有关的代码仅极少数而已。
可通过两种方式建立一个DirMap（目录映射或对应）关系：默认构建器假定我们希望目录从当前位置向下展开，而另一个构建器让我们为起始目录指定一个备用的“绝对”路径。
add()方法是一个采取的行动比较密集的场所。首先将directory()从我们想添加的SourceCodeFile里提取出来，然后检查散列表（Hashtable），看看其中是否已经包含了那个键。如果没有，就向散列表加入一个新的Vector，并将它同那个键关联到一起。到这时，不管采取的是什么途径，Vector都已经就位了，可以将它提取出来，以便添加SourceCodeFile。由于Vector可象这样同散列表方便地合并到一起，所以我们从两方面都能感觉得非常方便。
写一个打包文件时，需打开一个准备写入的文件（当作DataOutputStream打开，使数据具有“通用”性），并在第一行写入与老的分隔符有关的头信息。接着产生对Hashtable键的一个Enumeration（枚举），并遍历其中，选择每一个目录，并取得与那个目录有关的Vector，使那个Vector中的每个SourceCodeFile都能写入打包文件中。
用write()将Java源码文件写入它们对应的目录时，采用的方法几乎与writePackedFile()完全一致，因为两个方法都只需简单调用SourceCodeFile中适当的方法。但在这里，根路径会传递给SourceCodeFile.writeFile()。所有文件都写好后，名字中指定了已写文件数量的那个附加文件也会被写入。
5. 主程序
前面介绍的那些类都要在CodePackager中用到。大家首先看到的是用法字串。一旦最终用户不正确地调用了程序，就会打印出介绍正确用法的这个字串。调用这个字串的是usage()方法，同时还要退出程序。main()唯一的任务就是判断我们希望创建一个打包文件，还是希望从一个打包文件中提取什么东西。随后，它负责保证使用的是正确的参数，并调用适当的方法。
创建一个打包文件时，它默认位于当前目录，所以我们用默认构建器创建DirMap。打开文件后，其中的每一行都会读入，并检查是否符合特殊的条件：
(1) 若行首是一个用于源码列表的起始标记，就新建一个SourceCodeFile对象。构建器会读入源码列表剩下的所有内容。结果产生的句柄将直接加入DirMap。
(2) 若行首是一个用于源码列表的结束标记，表明某个地方出现错误，因为结束标记应当只能由SourceCodeFile构建器发现。
提取／释放一个打包文件时，提取出来的内容可进入当前目录，亦可进入另一个备用目录。所以需要相应地创建DirMap对象。打开文件，并将第一行读入。老的文件路径分隔符信息将从这一行中提取出来。随后根据输入来创建第一个SourceCodeFile对象，它会加入DirMap。只要包含了一个文件，新的SourceCodeFile对象就会创建并加入（创建的最后一个用光输入内容后，会简单地返回，然后hasFile()会返回一个错误）。
17.1.2 检查大小写样式
尽管对涉及文字处理的一些项目来说，前例显得比较方便，但下面要介绍的项目却能立即发挥作用，因为它执行的是一个样式检查，以确保我们的大小写形式符合“事实上”的Java样式标准。它会在当前目录中打开每个.java文件，并提取出所有类名以及标识符。若发现有不符合Java样式的情况，就向我们提出报告。
为了让这个程序正确运行，首先必须构建一个类名，将它作为一个“仓库”，负责容纳标准Java库中的所有类名。为达到这个目的，需遍历用于标准Java库的所有源码子目录，并在每个子目录都运行ClassScanner。至于参数，则提供仓库文件的名字（每次都用相同的路径和名字）和命令行开关-a，指出类名应当添加到该仓库文件中。
为了用程序检查自己的代码，需要运行它，并向它传递要使用的仓库文件的路径与名字。它会检查当前目录中的所有类和标识符，并告诉我们哪些没有遵守典型的Java大写写规范。
要注意这个程序并不是十全十美的。有些时候，它可能报告自己查到一个问题。但当我们仔细检查代码的时候，却发现没有什么需要更改的。尽管这有点儿烦人，但仍比自己动手检查代码中的所有错误强得多。
下面列出源代码，后面有详细的解释：
//: ClassScanner.java
// Scans all files in directory for classes
// and identifiers, to check capitalization.
// Assumes properly compiling code listings.
// Doesn't do everything right, but is a very
// useful aid.
import java.io.*;
import java.util.*;
class MultiStringMap extends Hashtable {
public void add(String key, String value) {
if(!containsKey(key))
put(key, new Vector());
((Vector)get(key)).addElement(value);
}
public Vector getVector(String key) {
if(!containsKey(key)) {
System.err.println(
"ERROR: can't find key: " + key);
System.exit(1);
}
return (Vector)get(key);
}
public void printValues(PrintStream p) {
Enumeration k = keys();
while(k.hasMoreElements()) {
String oneKey = (String)k.nextElement();
Vector val = getVector(oneKey);
for(int i = 0; i < val.size(); i++)
p.println((String)val.elementAt(i));
}
}
}
public class ClassScanner {
private File path;
private String[] fileList;
private Properties classes = new Properties();
private MultiStringMap
classMap = new MultiStringMap(),
identMap = new MultiStringMap();
private StreamTokenizer in;
public ClassScanner() {
path = new File(".");
fileList = path.list(new JavaFilter());
for(int i = 0; i < fileList.length; i++) {
System.out.println(fileList[i]);
scanListing(fileList[i]);
}
}
void scanListing(String fname) {
try {
in = new StreamTokenizer(
new BufferedReader(
new FileReader(fname)));
// Doesn't seem to work:
// in.slashStarComments(true);
// in.slashSlashComments(true);
in.ordinaryChar('/');
in.ordinaryChar('.');
in.wordChars('_', '_');
in.eolIsSignificant(true);
while(in.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF) {
if(in.ttype == '/')
eatComments();
else if(in.ttype ==
StreamTokenizer.TT_WORD) {
if(in.sval.equals("class") ||
in.sval.equals("interface")) {
// Get class name:
while(in.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF
&& in.ttype !=
StreamTokenizer.TT_WORD)
;
classes.put(in.sval, in.sval);
classMap.add(fname, in.sval);
}
if(in.sval.equals("import") ||
in.sval.equals("package"))
discardLine();
else // It's an identifier or keyword
identMap.add(fname, in.sval);
}
}
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
void discardLine() {
try {
while(in.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF
&& in.ttype !=
StreamTokenizer.TT_EOL)
; // Throw away tokens to end of line
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// StreamTokenizer's comment removal seemed
// to be broken. This extracts them:
void eatComments() {
try {
if(in.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF) {
if(in.ttype == '/')
discardLine();
else if(in.ttype != '*')
in.pushBack();
else
while(true) {
if(in.nextToken() ==
StreamTokenizer.TT_EOF)
break;
if(in.ttype == '*')
if(in.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF
&& in.ttype == '/')
break;
}
}
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public String[] classNames() {
String[] result = new String[classes.size()];
Enumeration e = classes.keys();
int i = 0;
while(e.hasMoreElements())
result[i++] = (String)e.nextElement();
return result;
}
public void checkClassNames() {
Enumeration files = classMap.keys();
while(files.hasMoreElements()) {
String file = (String)files.nextElement();
Vector cls = classMap.getVector(file);
for(int i = 0; i < cls.size(); i++) {
String className =
(String)cls.elementAt(i);
if(Character.isLowerCase(
className.charAt(0)))
System.out.println(
"class capitalization error, file: "
+ file + ", class: "
+ className);
}
}
}
public void checkIdentNames() {
Enumeration files = identMap.keys();
Vector reportSet = new Vector();
while(files.hasMoreElements()) {
String file = (String)files.nextElement();
Vector ids = identMap.getVector(file);
for(int i = 0; i < ids.size(); i++) {
String id =
(String)ids.elementAt(i);
if(!classes.contains(id)) {
// Ignore identifiers of length 3 or
// longer that are all uppercase
// (probably static final values):
if(id.length() >= 3 &&
id.equals(
id.toUpperCase()))
continue;
// Check to see if first char is upper:
if(Character.isUpperCase(id.charAt(0))){
if(reportSet.indexOf(file + id)
== -1){ // Not reported yet
reportSet.addElement(file + id);
System.out.println(
"Ident capitalization error in:"
+ file + ", ident: " + id);
}
}
}
}
}
}
static final String usage =
"Usage: \n" +
"ClassScanner classnames -a\n" +
"\tAdds all the class names in this \n" +
"\tdirectory to the repository file \n" +
"\tcalled 'classnames'\n" +
"ClassScanner classnames\n" +
"\tChecks all the java files in this \n" +
"\tdirectory for capitalization errors, \n" +
"\tusing the repository file 'classnames'";
private static void usage() {
System.err.println(usage);
System.exit(1);
}
public static void main(String[] args) {
if(args.length < 1 || args.length > 2)
usage();
ClassScanner c = new ClassScanner();
File old = new File(args[0]);
if(old.exists()) {
try {
// Try to open an existing
// properties file:
InputStream oldlist =
new BufferedInputStream(
new FileInputStream(old));
c.classes.load(oldlist);
oldlist.close();
} catch(IOException e) {
System.err.println("Could not open "
+ old + " for reading");
System.exit(1);
}
}
if(args.length == 1) {
c.checkClassNames();
c.checkIdentNames();
}
// Write the class names to a repository:
if(args.length == 2) {
if(!args[1].equals("-a"))
usage();
try {
BufferedOutputStream out =
new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(args[0]));
c.classes.save(out,
"Classes found by ClassScanner.java");
out.close();
} catch(IOException e) {
System.err.println(
"Could not write " + args[0]);
System.exit(1);
}
}
}
}
class JavaFilter implements FilenameFilter {
public boolean accept(File dir, String name) {
// Strip path information:
String f = new File(name).getName();
return f.trim().endsWith(".java");
}
} ///:~MultiStringMap类是个特殊的工具，允许我们将一组字串与每个键项对应（映射）起来。和前例一样，这里也使用了一个散列表（Hashtable），不过这次设置了继承。该散列表将键作为映射成为Vector值的单一的字串对待。add()方法的作用很简单，负责检查散列表里是否存在一个键。如果不存在，就在其中放置一个。getVector()方法为一个特定的键产生一个Vector；而printValues()将所有值逐个Vector地打印出来，这对程序的调试非常有用。
为简化程序，来自标准Java库的类名全都置入一个Properties（属性）对象中（来自标准Java库）。记住Properties对象实际是个散列表，其中只容纳了用于键和值项的String对象。然而仅需一次方法调用，我们即可把它保存到磁盘，或者从磁盘中恢复。实际上，我们只需要一个名字列表，所以为键和值都使用了相同的对象。
针对特定目录中的文件，为找出相应的类与标识符，我们使用了两个MultiStringMap：classMap以及identMap。此外在程序启动的时候，它会将标准类名仓库装载到名为classes的Properties对象中。一旦在本地目录发现了一个新类名，也会将其加入classes以及classMap。这样一来，classMap就可用于在本地目录的所有类间遍历，而且可用classes检查当前标记是不是一个类名（它标记着对象或方法定义的开始，所以收集接下去的记号——直到碰到一个分号——并将它们都置入identMap）。
ClassScanner的默认构建器会创建一个由文件名构成的列表（采用FilenameFilter的JavaFilter实现形式，参见第10章）。随后会为每个文件名都调用scanListing()。
在scanListing()内部，会打开源码文件，并将其转换成一个StreamTokenizer。根据Java帮助文档，将true传递给slashStartComments()和slashSlashComments()的本意应当是剥除那些注释内容，但这样做似乎有些问题（在Java 1.0中几乎无效）。所以相反，那些行被当作注释标记出去，并用另一个方法来提取注释。为达到这个目的，'/'必须作为一个原始字符捕获，而不是让StreamTokeinzer将其当作注释的一部分对待。此时要用ordinaryChar()方法指示StreamTokenizer采取正确的操作。同样的道理也适用于点号（'.'），因为我们希望让方法调用分离出单独的标识符。但对下划线来说，它最初是被StreamTokenizer当作一个单独的字符对待的，但此时应把它留作标识符的一部分，因为它在static final值中以TT_EOF等等形式使用。当然，这一点只对目前这个特殊的程序成立。wordChars()方法需要取得我们想添加的一系列字符，把它们留在作为一个单词看待的记号中。最后，在解析单行注释或者放弃一行的时候，我们需要知道一个换行动作什么时候发生。所以通过调用eollsSignificant(true)，换行符（EOL）会被显示出来，而不是被StreamTokenizer吸收。
scanListing()剩余的部分将读入和检查记号，直至文件尾。一旦nextToken()返回一个final static值——StreamTokenizer.TT_EOF，就标志着已经抵达文件尾部。
若记号是个'/'，意味着它可能是个注释，所以就调用eatComments()，对这种情况进行处理。我们在这儿唯一感兴趣的其他情况是它是否为一个单词，当然还可能存在另一些特殊情况。
如果单词是class（类）或interface（接口），那么接着的记号就应当代表一个类或接口名字，并将其置入classes和classMap。若单词是import或者package，那么我们对这一行剩下的东西就没什么兴趣了。其他所有东西肯定是一个标识符（这是我们感兴趣的），或者是一个关键字（对此不感兴趣，但它们采用的肯定是小写形式，所以不必兴师动众地检查它们）。它们将加入到identMap。
discardLine()方法是一个简单的工具，用于查找行末位置。注意每次得到一个新记号时，都必须检查行末。
只要在主解析循环中碰到一个正斜杠，就会调用eatComments()方法。然而，这并不表示肯定遇到了一条注释，所以必须将接着的记号提取出来，检查它是一个正斜杠（那么这一行会被丢弃），还是一个星号。但假如两者都不是，意味着必须在主解析循环中将刚才取出的记号送回去！幸运的是，pushBack()方法允许我们将当前记号“压回”输入数据流。所以在主解析循环调用nextToken()的时候，它能正确地得到刚才送回的东西。
为方便起见，classNames()方法产生了一个数组，其中包含了classes集合中的所有名字。这个方法未在程序中使用，但对代码的调试非常有用。
接下来的两个方法是实际进行检查的地方。在checkClassNames()中，类名从classMap提取出来（请记住，classMap只包含了这个目录内的名字，它们按文件名组织，所以文件名可能伴随错误的类名打印出来）。为做到这一点，需要取出每个关联的Vector，并遍历其中，检查第一个字符是否为小写。若确实为小写，则打印出相应的出错提示消息。
在checkIdentNames()中，我们采用了一种类似的方法：每个标识符名字都从identMap中提取出来。如果名字不在classes列表中，就认为它是一个标识符或者关键字。此时会检查一种特殊情况：如果标识符的长度等于3或者更长，而且所有字符都是大写的，则忽略此标识符，因为它可能是一个static final值，比如TT_EOF。当然，这并不是一种完美的算法，但它假定我们最终会注意到任何全大写标识符都是不合适的。
这个方法并不是报告每一个以大写字符开头的标识符，而是跟踪那些已在一个名为reportSet()的Vector中报告过的。它将Vector当作一个“集合”对待，告诉我们一个项目是否已在那个集合中。该项目是通过将文件名和标识符连接起来生成的。若元素不在集合中，就加入它，然后产生报告。
程序列表剩下的部分由main()构成，它负责控制命令行参数，并判断我们是准备在标准Java库的基础上构建由一系列类名构成的“仓库”，还是想检查已写好的那些代码的正确性。不管在哪种情况下，都会创建一个ClassScanner对象。
无论准备构建一个“仓库”，还是准备使用一个现成的，都必须尝试打开现有仓库。通过创建一个File对象并测试是否存在，就可决定是否打开文件并在ClassScanner中装载classes这个Properties列表（使用load()）。来自仓库的类将追加到由ClassScanner构建器发现的类后面，而不是将其覆盖。如果仅提供一个命令行参数，就意味着自己想对类名和标识符名字进行一次检查。但假如提供两个参数（第二个是"-a"），就表明自己想构成一个类名仓库。在这种情况下，需要打开一个输出文件，并用Properties.save()方法将列表写入一个文件，同时用一个字串提供文件头信息。
17.2 方法查找工具
第11章介绍了Java 1.1新的“反射”概念，并利用这个概念查询一个特定类的方法——要么是由所有方法构成的一个完整列表，要么是这个列表的一个子集（名字与我们指定的关键字相符）。那个例子最大的好处就是能自动显示出所有方法，不强迫我们在继承结构中遍历，检查每一级的基础类。所以，它实际是我们节省编程时间的一个有效工具：因为大多数Java方法的名字都规定得非常全面和详尽，所以能有效地找出那些包含了一个特殊关键字的方法名。若找到符合标准的一个名字，便可根据它直接查阅联机帮助文档。
但第11的那个例子也有缺陷，它没有使用AWT，仅是一个纯命令行的应用。在这儿，我们准备制作一个改进的GUI版本，能在我们键入字符的时候自动刷新输出，也允许我们在输出结果中进行剪切和粘贴操作：
//: DisplayMethods.java
// Display the methods of any class inside
// a window. Dynamically narrows your search.
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import java.lang.reflect.*;
import java.io.*;
public class DisplayMethods extends Applet {
Class cl;
Method[] m;
Constructor[] ctor;
String[] n = new String[0];
TextField
name = new TextField(40),
searchFor = new TextField(30);
Checkbox strip =
new Checkbox("Strip Qualifiers");
TextArea results = new TextArea(40, 65);
public void init() {
strip.setState(true);
name.addTextListener(new NameL());
searchFor.addTextListener(new SearchForL());
strip.addItemListener(new StripL());
Panel
top = new Panel(),
lower = new Panel(),
p = new Panel();
top.add(new Label("Qualified class name:"));
top.add(name);
lower.add(
new Label("String to search for:"));
lower.add(searchFor);
lower.add(strip);
p.setLayout(new BorderLayout());
p.add(top, BorderLayout.NORTH);
p.add(lower, BorderLayout.SOUTH);
setLayout(new BorderLayout());
add(p, BorderLayout.NORTH);
add(results, BorderLayout.CENTER);
}
class NameL implements TextListener {
public void textValueChanged(TextEvent e) {
String nm = name.getText().trim();
if(nm.length() == 0) {
results.setText("No match");
n = new String[0];
return;
}
try {
cl = Class.forName(nm);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
results.setText("No match");
return;
}
m = cl.getMethods();
ctor = cl.getConstructors();
// Convert to an array of Strings:
n = new String[m.length + ctor.length];
for(int i = 0; i < m.length; i++)
n[i] = m[i].toString();
for(int i = 0; i < ctor.length; i++)
n[i + m.length] = ctor[i].toString();
reDisplay();
}
}
void reDisplay() {
// Create the result set:
String[] rs = new String[n.length];
String find = searchFor.getText();
int j = 0;
// Select from the list if find exists:
for (int i = 0; i < n.length; i++) {
if(find == null)
rs[j++] = n[i];
else if(n[i].indexOf(find) != -1)
rs[j++] = n[i];
}
results.setText("");
if(strip.getState() == true)
for (int i = 0; i < j; i++)
results.append(
StripQualifiers.strip(rs[i]) + "\n");
else // Leave qualifiers on
for (int i = 0; i < j; i++)
results.append(rs[i] + "\n");
}
class StripL implements ItemListener {
public void itemStateChanged(ItemEvent e) {
reDisplay();
}
}
class SearchForL implements TextListener {
public void textValueChanged(TextEvent e) {
reDisplay();
}
}
public static void main(String[] args) {
DisplayMethods applet = new DisplayMethods();
Frame aFrame = new Frame("Display Methods");
aFrame.addWindowListener(
new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
aFrame.add(applet, BorderLayout.CENTER);
aFrame.setSize(500,750);
applet.init();
applet.start();
aFrame.setVisible(true);
}
}
class StripQualifiers {
private StreamTokenizer st;
public StripQualifiers(String qualified) {
st = new StreamTokenizer(
new StringReader(qualified));
st.ordinaryChar(' ');
}
public String getNext() {
String s = null;
try {
if(st.nextToken() !=
StreamTokenizer.TT_EOF) {
switch(st.ttype) {
case StreamTokenizer.TT_EOL:
s = null;
break;
case StreamTokenizer.TT_NUMBER:
s = Double.toString(st.nval);
break;
case StreamTokenizer.TT_WORD:
s = new String(st.sval);
break;
default: // single character in ttype
s = String.valueOf((char)st.ttype);
}
}
} catch(IOException e) {
System.out.println(e);
}
return s;
}
public static String strip(String qualified) {
StripQualifiers sq =
new StripQualifiers(qualified);
String s = "", si;
while((si = sq.getNext()) != null) {
int lastDot = si.lastIndexOf('.');
if(lastDot != -1)
si = si.substring(lastDot + 1);
s += si;
}
return s;
}
} ///:~程序中的有些东西已在以前见识过了。和本书的许多GUI程序一样，这既可作为一个独立的应用程序使用，亦可作为一个程序片（Applet）使用。此外，StripQualifiers类与它在第11章的表现是完全一样的。
GUI包含了一个名为name的“文本字段”（TextField），或在其中输入想查找的类名；还包含了另一个文本字段，名为searchFor，可选择性地在其中输入一定的文字，希望在方法列表中查找那些文字。Checkbox（复选框）允许我们指出最终希望在输出中使用完整的名字，还是将前面的各种限定信息删去。最后，结果显示于一个“文本区域”（TextArea）中。
大家会注意到这个程序未使用任何按钮或其他组件，不能用它们开始一次搜索。这是由于无论文本字段还是复选框都会受到它们的“侦听者（Listener）对象的监视。只要作出一项改变，结果列表便会立即更新。若改变了name字段中的文字，新的文字就会在NameL类中捕获。若文字不为空，则在Class.forName()中用于尝试查找类。当然，在文字键入期间，名字可能会变得不完整，而Class.forName()会失败，这意味着它会“掷”出一个违例。该违例会被捕获，TextArea会随之设为“Nomatch”（没有相符）。但只要键入了一个正确的名字（大小写也算在内），Class.forName()就会成功，而getMethods()和getConstructors()会分别返回由Method和Constructor对象构成的一个数组。这些数组中的每个对象都会通过toString()转变成一个字串（这样便产生了完整的方法或构建器签名），而且两个列表都会合并到n中——一个独立的字串数组。数组n属于DisplayMethods类的一名成员，并在调用reDisplay()时用于显示的更新。
若改变了Checkbox或searchFor组件，它们的“侦听者”会简单地调用reDisplay()。reDisplay()会创建一个临时数组，其中包含了名为rs的字串（rs代表“结果集”——Result Set）。结果集要么直接从n复制（没有find关键字），要么选择性地从包含了find关键字的n中的字串复制。最后会检查strip Checkbox，看看用户是不是希望将名字中多余的部分删除（默认为“是”）。若答案是肯定的，则用StripQualifiers.strip()做这件事情；反之，就将列表简单地显示出来。
在init()中，大家也许认为在设置布局时需要进行大量繁重的工作。事实上，组件的布置完全可能只需要极少的工作。但象这样使用BorderLayout的好处是它允许用户改变窗口的大小，并特别能使TextArea（文本区域）更大一些，这意味着我们可以改变大小，以便毋需滚动即可看到更长的名字。
编程时，大家会发现特别有必要让这个工具处于运行状态，因为在试图判断要调用什么方法的时候，它提供了最好的方法之一。
17.3 复杂性理论
下面要介绍的程序的前身是由Larry O'Brien原创的一些代码，并以由Craig Reynolds于1986年编制的“Boids”程序为基础，当时是为了演示复杂性理论的一个特殊问题，名为“凸显”（Emergence）。
这儿要达到的目标是通过为每种动物都规定少许简单的规则，从而逼真地再现动物的群聚行为。每个动物都能看到看到整个环境以及环境中的其他动物，但它只与一系列附近的“群聚伙伴”打交道。动物的移动基于三个简单的引导行为：
(1) 分隔：避免本地群聚伙伴过于拥挤。
(2) 方向：遵从本地群聚伙伴的普遍方向。
(3) 聚合：朝本地群聚伙伴组的中心移动。
更复杂的模型甚至可以包括障碍物的因素，动物能预知和避免与障碍冲突的能力，所以它们能围绕环境中的固定物体自由活动。除此以外，动物也可能有自己的特殊目标，这也许会造成群体按特定的路径前进。为简化讨论，避免障碍以及目标搜寻的因素并未包括到这里建立的模型中。
尽管计算机本身比较简陋，而且采用的规则也相当简单，但结果看起来是真实的。也就是说，相当逼真的行为从这个简单的模型中“凸显”出来了。
程序以合成到一起的应用程序／程序片的形式提供：
//: FieldOBeasts.java
// Demonstration of complexity theory; simulates
// herding behavior in animals. Adapted from
// a program by Larry O'Brien lobrien@msn.com
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import java.util.*;
class Beast {
int
x, y, // Screen position
currentSpeed; // Pixels per second
float currentDirection; // Radians
Color color; // Fill color
FieldOBeasts field; // Where the Beast roams
static final int GSIZE = 10; // Graphic size
public Beast(FieldOBeasts f, int x, int y,
float cD, int cS, Color c) {
field = f;
this.x = x;
this.y = y;
currentDirection = cD;
currentSpeed = cS;
color = c;
}
public void step() {
// You move based on those within your sight:
Vector seen = field.beastListInSector(this);
// If you're not out in front
if(seen.size() > 0) {
// Gather data on those you see
int totalSpeed = 0;
float totalBearing = 0.0f;
float distanceToNearest = 100000.0f;
Beast nearestBeast =
(Beast)seen.elementAt(0);
Enumeration e = seen.elements();
while(e.hasMoreElements()) {
Beast aBeast = (Beast) e.nextElement();
totalSpeed += aBeast.currentSpeed;
float bearing =
aBeast.bearingFromPointAlongAxis(
x, y, currentDirection);
totalBearing += bearing;
float distanceToBeast =
aBeast.distanceFromPoint(x, y);
if(distanceToBeast < distanceToNearest) {
nearestBeast = aBeast;
distanceToNearest = distanceToBeast;
}
}
// Rule 1: Match average speed of those
// in the list:
currentSpeed = totalSpeed / seen.size();
// Rule 2: Move towards the perceived
// center of gravity of the herd:
currentDirection =
totalBearing / seen.size();
// Rule 3: Maintain a minimum distance
// from those around you:
if(distanceToNearest <=
field.minimumDistance) {
currentDirection =
nearestBeast.currentDirection;
currentSpeed = nearestBeast.currentSpeed;
if(currentSpeed > field.maxSpeed) {
currentSpeed = field.maxSpeed;
}
}
}
else { // You are in front, so slow down
currentSpeed =
(int)(currentSpeed * field.decayRate);
}
// Make the beast move:
x += (int)(Math.cos(currentDirection)
* currentSpeed);
y += (int)(Math.sin(currentDirection)
* currentSpeed);
x %= field.xExtent;
y %= field.yExtent;
if(x < 0)
x += field.xExtent;
if(y < 0)
y += field.yExtent;
}
public float bearingFromPointAlongAxis (
int originX, int originY, float axis) {
// Returns bearing angle of the current Beast
// in the world coordiante system
try {
double bearingInRadians =
Math.atan(
(this.y - originY) /
(this.x - originX));
// Inverse tan has two solutions, so you
// have to correct for other quarters:
if(x < originX) {
if(y < originY) {
bearingInRadians += - (float)Math.PI;
}
else {
bearingInRadians =
(float)Math.PI - bearingInRadians;
}
}
// Just subtract the axis (in radians):
return (float) (axis - bearingInRadians);
} catch(ArithmeticException aE) {
// Divide by 0 error possible on this
if(x > originX) {
return 0;
}
else
return (float) Math.PI;
}
}
public float distanceFromPoint(int x1, int y1){
return (float) Math.sqrt(
Math.pow(x1 - x, 2) +
Math.pow(y1 - y, 2));
}
public Point position() {
return new Point(x, y);
}
// Beasts know how to draw themselves:
public void draw(Graphics g) {
g.setColor(color);
int directionInDegrees = (int)(
(currentDirection * 360) / (2 * Math.PI));
int startAngle = directionInDegrees -
FieldOBeasts.halfFieldOfView;
int endAngle = 90;
g.fillArc(x, y, GSIZE, GSIZE,
startAngle, endAngle);
}
}
public class FieldOBeasts extends Applet
implements Runnable {
private Vector beasts;
static float
fieldOfView =
(float) (Math.PI / 4), // In radians
// Deceleration % per second:
decayRate = 1.0f,
minimumDistance = 10f; // In pixels
static int
halfFieldOfView = (int)(
(fieldOfView * 360) / (2 * Math.PI)),
xExtent = 0,
yExtent = 0,
numBeasts = 50,
maxSpeed = 20; // Pixels/second
boolean uniqueColors = true;
Thread thisThread;
int delay = 25;
public void init() {
if (xExtent == 0 && yExtent == 0) {
xExtent = Integer.parseInt(
getParameter("xExtent"));
yExtent = Integer.parseInt(
getParameter("yExtent"));
}
beasts =
makeBeastVector(numBeasts, uniqueColors);
// Now start the beasts a-rovin':
thisThread = new Thread(this);
thisThread.start();
}
public void run() {
while(true) {
for(int i = 0; i < beasts.size(); i++){
Beast b = (Beast) beasts.elementAt(i);
b.step();
}
try {
thisThread.sleep(delay);
} catch(InterruptedException ex){}
repaint(); // Otherwise it won't update
}
}
Vector makeBeastVector(
int quantity, boolean uniqueColors) {
Vector newBeasts = new Vector();
Random generator = new Random();
// Used only if uniqueColors is on:
double cubeRootOfBeastNumber =
Math.pow((double)numBeasts, 1.0 / 3.0);
float colorCubeStepSize =
(float) (1.0 / cubeRootOfBeastNumber);
float r = 0.0f;
float g = 0.0f;
float b = 0.0f;
for(int i = 0; i < quantity; i++) {
int x =
(int) (generator.nextFloat() * xExtent);
if(x > xExtent - Beast.GSIZE)
x -= Beast.GSIZE;
int y =
(int) (generator.nextFloat() * yExtent);
if(y > yExtent - Beast.GSIZE)
y -= Beast.GSIZE;
float direction = (float)(
generator.nextFloat() * 2 * Math.PI);
int speed = (int)(
generator.nextFloat() * (float)maxSpeed);
if(uniqueColors) {
r += colorCubeStepSize;
if(r > 1.0) {
r -= 1.0f;
g += colorCubeStepSize;
if( g > 1.0) {
g -= 1.0f;
b += colorCubeStepSize;
if(b > 1.0)
b -= 1.0f;
}
}
}
newBeasts.addElement(
new Beast(this, x, y, direction, speed,
new Color(r,g,b)));
}
return newBeasts;
}
public Vector beastListInSector(Beast viewer) {
Vector output = new Vector();
Enumeration e = beasts.elements();
Beast aBeast = (Beast)beasts.elementAt(0);
int counter = 0;
while(e.hasMoreElements()) {
aBeast = (Beast) e.nextElement();
if(aBeast != viewer) {
Point p = aBeast.position();
Point v = viewer.position();
float bearing =
aBeast.bearingFromPointAlongAxis(
v.x, v.y, viewer.currentDirection);
if(Math.abs(bearing) < fieldOfView / 2)
output.addElement(aBeast);
}
}
return output;
}
public void paint(Graphics g) {
Enumeration e = beasts.elements();
while(e.hasMoreElements()) {
((Beast)e.nextElement()).draw(g);
}
}
public static void main(String[] args) {
FieldOBeasts field = new FieldOBeasts();
field.xExtent = 640;
field.yExtent = 480;
Frame frame = new Frame("Field 'O Beasts");
// Optionally use a command-line argument
// for the sleep time:
if(args.length >= 1)
field.delay = Integer.parseInt(args[0]);
frame.addWindowListener(
new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
frame.add(field, BorderLayout.CENTER);
frame.setSize(640,480);
field.init();
field.start();
frame.setVisible(true);
}
} ///:~尽管这并非对Craig Reynold的“Boids”例子中的行为完美重现，但它却展现出了自己独有的迷人之外。通过对数字进行调整，即可进行全面的修改。至于与这种群聚行为有关的更多的情况，大家可以访问Craig Reynold的主页——在那个地方，甚至还提供了Boids一个公开的3D展示版本：
http://www.hmt.com/cwr/boids.html
为了将这个程序作为一个程序片运行，请在HTML文件中设置下述程序片标志：
<applet code=FieldOBeasts width=640 height=480> <param name=xExtent value = "640"> <param name=yExtent value = "480"> </applet>
17.4 总结
通过本章的学习，大家知道运用Java可做到一些较复杂的事情。通过这些例子亦可看出，尽管Java必定有自己的局限，但受那些局限影响的主要是性能（比如写好文字处理程序后，会发现C++的版本要快得多——这部分是由于IO库做得不完善造成的；而在你读到本书的时候，情况也许已发生了变化。但Java的局限也仅此而已，它在语言表达方面的能力是无以伦比的。利用Java，几乎可以表达出我们想得到的任何事情。而与此同时，Java在表达的方便性和易读性上，也做足了功夫。所以在使用Java时，一般不会陷入其他语言常见的那种复杂境地。使用那些语言时，会感觉它们象一个爱唠叨的老太婆，哪有Java那样清纯、简练！而且通过Java 1.2的JFC/Swing库，AWT的表达能力和易用性甚至又得到了进一步的增强。
17.5 练习
(1) （稍微有些难度）改写FieldOBeasts.java，使它的状态能够保持固定。加上一些按钮，允许用户保存和恢复不同的状态文件，并从它们断掉的地方开始继续运行。请先参考第10章的CADState.java，再决定具体怎样做。
(2) （大作业）以FieldOBeasts.java作为起点，构造一个自动化交通仿真系统。
(3) （大作业）以ClassScanner.java作为起点，构造一个特殊的工具，用它找出那些虽然定义但从未用过的方法和字段。
(4) （大作业）利用JDBC，构造一个联络管理程序。让这个程序以一个平面文件数据库为基础，其中包含了名字、地址、电话号码、E-mail地址等联系资料。应该能向数据库里方便地加入新名字。键入要查找的名字时，请采用在第15章的VLookup.java里介绍过的那种名字自动填充技术。