本教程由yyc,spirit整理
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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: // [email protected]. (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 [email protected] 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。
