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使用JUnit可以大量减少Java代码中程序错误的个数，JUnit是一种流行的单元测试框架，用于在发布代码之前对其进行单元测试。现在让我们来详细研究如何使用诸如JUnit、Ant和Oracle9i JDeveloper等工具来编写和运行单元测试。

为什么使用JUnit？

多数开发人员都同意在发布代码之前应当对其进行测试，并利用工具进行回归（regression）测试。做这项工作的一个简单方法是在所有Java类中以main()方法实施测试。例如，假设使用ISO格式（这意味着有一个以这一格式作为参数的构造器和返回一个格式化的ISO字符串的toString()方法）以及一个GMT时区来编写一个Date的子类。清单1 就是这个类的一个简单实现。

不过，这种测试方法并不需要单元测试限定语（qualifier），原因如下：

• 在一个类中进行测试的最小单元是方法，你应当对每个方法进行单独测试，以准确地找出哪些方法工作正常，哪些方法工作不正常。
• 即使前面的测试失败，也应当对各个方法进行测试。在此实施中，如果单个测试失败，后面的测试将根本不会运行。这就意味着你不会知道不良代码在你的实施中所占的百分比。
• 测试代码会出现在生成的类中。这在类的大小方面可能不是什么问题，但却可能会成为安全性因素之一：例如，如果你的测试嵌入了数据库连接密码，那么这一信息将很容易用于已发布的类中。
• 没有框架可以自动启动这一测试，你必须编写一个脚本来启动每一个测试。
• 在编写一个报告时，你必须编写自己的实现，并定义规则，以方便地报告错误。

JUnit框架就是设计用来解决这些问题的。这一框架主要是所有测试实例（称为"TestCase"）的一个父类，并提供工具来运行所编写的测试、生成报告及定义测试包（test suite）。

让我们为IsoDate类编写一个测试：这个IsoDateTest类类似于：

import java.text.ParseException;
import junit.framework.TestCase;


/**
 * Test case for <code>IsoDate</code>.
 */
public class IsoDateTest extends TestCase {
    
  public void testIsoDate() throws 
    Exception {
      IsoDate epoch=new IsoDate(
       "1970-01-01 00:00:00 GMT");
      assertEquals(0,epoch.getTime());

      IsoDate eon=new IsoDate(
       "2001-09-09 01:46:40 GMT");
      assertEquals(
        1000000000L*1000,eon.getTime());
    }
    
  public void testToString() throws   
    ParseException {
      IsoDate epoch=new IsoDate(0);
      assertEquals("1970-01-01 
        00:00:00 GMT",epoch.toString());

      IsoDate eon=new IsoDate(
        1000000000L*1000);
      assertEquals("2001-09-09 
        01:46:40 GMT",eon.toString());
  }
}

本例中要注意的重点是已经编写了一个用于测试的独立类，因此可以对这些文件进行过滤，以避免将这一代码嵌入到将要发布的文档中。另外，本例还为你希望在你的代码中测试的每个方法编写了一个专用测试方法，因此你将确切地知道需要对哪些方法进行测试、哪些方法工作正常以及哪些方法工作不正常。如果在编写实施文档之前已经编写了该测试，你就可以利用它来衡量工作的进展情况。

安装并运行JUnit

要运行此示例测试实例，必须首先下载并安装JUnit。JUnit的最新版本可以在JUnit的网站 www.junit.org免费下载。该软件包很小（约400KB），但其中包括了源代码和文档。要安装此程序，应首先对该软件包进行解压缩（junitxxx.zip）。它将创建一个目录（junitxxx），在此目录下有文档（在doc目录中）、框架的应用编程接口（API）文档（在javadoc目录中）、运行程序的库文件（junit.jar）以及示例测试实例（在junit目录中）。截至我撰写本文时，JUnit的最新版本为3.8.1，我是在此版本上对示例进行测试的。

要运行此测试实例，将源文件（IsoDate.java和IsoDateTest.java）拷贝到Junit的安装目录下，打开终端，进入该目录，然后输入以下命令行（如果你正在使用UNIX）：

export CLASSPATH=.:./junit.jar
javac *.java
或者，如果你正在Windows，输入以下命令行

set CLASSPATH=.;junit.jar
javac *.java

这些命令行对CLASSPATH进行设置，使其包含当前目录中的类和junit.jar库，并编译Java源文件。

要在终端上运行该测试，输入以下命令行：

java junit.textui.TestRunner IsoDateTest

此命令行将运行该测试，并在图 1所示的控制台上显示测试结果。

才在此工具可以运行类名被传递到命令行中的单个测试。注意：只有对命令行的最后测试才在考虑之内，以前的测试都被忽略了。（看起来像一个程序错误，是吧？）

JUnit还提供了利用AWT（抽象窗口工具包）或Swing运行测试的图形界面。为了利用此图形界面运行测试，在终端上输入以下命令行：

java junit.awtui.TestRunner IsoDateTest

或者使用Swing界面：

java junit.swingui.TestRunner IsoDateTest

此命令行将显示图 2所示的界面。要选择一个测试并使其运行，点击带有三个点的按钮。这将显示CLASSPATH（还有测试包，但我们将在后面讨论）中所有测试的列表。要运行测试，点击"Run"按钮。测试应当正确运行，并在图 2所示的界面中显示结果。

在此界面中你应当选中复选框"Reload Classes Every Run"，以便运行器在运行测试类之前对它们进行重新加载。这样就可以方便地编辑、编译并运行测试，而不需要每次都启动图形界面。

在该复选框下面是一个进度条，在运行较大的测试包时，该进度条非常有用。运行的测试、错误和失败的数量都会在进度条下面显示出来。再下面是一个失败列表和一个测试层次结构。失败消息显示在底部。通过点击Test Hierarchy（测试层次结构）面板，然后再点击窗口右上角的"Run"按钮，即可运行单个测试方法。请记住，使用命令行工具是不可能做到这些的。

注意，当运行工具来启动测试类时，这些类必须存在于CLASSPATH中。但是如果测试类存储在jar文件中，那么即使这些jar文件存在于CLASSPATH中，JUnit也不能找到这些测试类。

这并不是一种启动测试的方便方法，但幸运的是，JUnit已经被集成到了其他工具（如Ant和Oracle9i JDeveloper）中，以帮助你开发测试并使测试能够自动运行。

编写Junit测试实例

你已经看到了测试类的源代码对IsoDate实施进行了询问。现在让我们来研究这样的测试文件的实施。

测试实例由junit.frameword.TestCase继承而来是为了利用JUnit框架的优点。这个类的名字就是在被测试类的名字上附加"Test"。因为你正在测试一个名为IsoDate的类，所以其测试类的名字就是IsoDateTest。为了访问除私有方法之外的所有方法，这个类通常与被测类在同一个包中。

注意，你必须为你希望测试的在类中定义的每个方法都编写一个方法。你要测试构造器或使用了ISO日期格式的方法，因此你将需要为以ISO格式的字符串作为参数的构造器和toString()方法编写一个测试方法。其命名方式与测试类的命名方式类似：在被测试方法（或构造器）前面附加"test"。

测试方法的主体通过验证assertion（断言）对被测方法进行询问。例如，在toString()实施的测试方法中，你希望确认该方法已经对时间的设定进行了很好的说明（对于UNIX系统来说，最初问世的时间为1970年1月1日的午夜）。要实施assertion，你可以使用Junit框架提供的assertion方法。这些方法在该框架的junit.framework.Assert类中被实施，并且可以在你的测试中被访问，这是因为Assert是TestCase的父类。这些方法可与Java中的关键字assert（是在J2EE 1.4中新出现的）相比。一些assertion方法可以检查原始类型（如布尔型、整型等）之间或对象之间是否相等（利用equals()方法检查两个对象是否相等）。其他assertion方法检查两个对象是否相同、一个对象是否为"空"或"非空"，以及一个布尔值（通常由一个表达式生成）是"真"还是"假"。在表 1中对这些方法进行了总结。

对于那些采用浮点类型或双精度类型参数的assertion，存在一个第三种方法，即采用一个delta值作为参数进行比较。另外还要注意，assertEquals()和assertSame()方法一般不会产生相同的结果。（两个具有相同值的字符串可以不相同，因为它们是两个具有不同内存地址的不同对象。）因此，assertEquals()将会验证assertion的有效性，而assertSame()则不会。注意，对于表 1 中的每个assertion方法，你还有一种选择，就是引入另一个参数，如果assertion失败，该参数就会给出一条解释性消息。例如，assertEquals（int 期望值, int 实际值）就可以与一个诸如assertEquals（字符串消息，int期望值，int实际值）的消息一起使用。

当一个assertion失败时，该assertion方法会抛出一个AssertFailedError或ComparisonFailure。AssertionFailedError由java.lang.Error继承而来，因此你不必在测试方法的throws语句中对其进行声明。而ComparisonFailure由AssertionFailedError继承而来，因此你也不必对其进行声明。因为当一个assertion失败时会在测试方法中抛出一个错误，所以后面的assertion将不会继续运行。框架捕捉到这些错误并认定该测试已经失败后，就会打印出一条说明错误的消息。这个消息由assertion生成，并且被传递到assertion方法（如果有的话）。

现在将下面一行语句添加到testIsoDate()方法的末尾：

assertEquals("This is a test",1,2);

现在编译并运行测试：

$ javac *.java
$ java junit.textui.TestRunner IsoDateTest
.F.
Time: 0,348
There was 1 failure:
1) testIsoDate(IsoDateTest)junit.framework
.AssertionFailedError: This is a test expected:<1> but was:<2>
      at IsoDateTest.testIsoDate
      (IsoDateTest.java:29)

FAILURES!!!
Tests run: 2,  Failures: 1,  Errors: 0

JUnit为每个已处理的测试打印一个点，显示字母"F"来表示失败，并在assertion失败时显示一条消息。此消息由你发送到assertion方法的注释和assertion的结果组成（自动生成）。从这里可以看出assertion方法的参数顺序对于生成的消息非常重要。第一个参数是期望值，而第二个参数则是实际值。

如果在测试方法中出现了某种错误（例如，抛出了一个异常），该工具就会将其显示为一个错误（而不是由assertion失败而产生的一个"失败"）。现在对IsoDateTest类进行修改，以将前面增加的一行语句用以下语句代替：

throw new Exception("This is a test"); 

然后编译并运行测试：

$ javac *.java
$ java junit.textui.TestRunner IsoDateTest 
.E.
Time: 0,284
There was 1 error:
1) testIsoDate(IsoDateTest)java.lang.
   Exception: This is a test at IsoDate
   Test.testIsoDate(IsoDateTest.java:30)

FAILURES!!!
Tests run: 2,  Failures: 0,  Errors: 1

该工具将该异常显示为一个错误。因此，一个错误表示一个错误的测试方法，而不是表示一个错误的测试实施。

Assert类还包括一个fail()方法（该版本带有解释性消息），该方法将通过抛出AssertionFailedError来中断正在运行的测试。当你希望一个测试失败而不会调用一个判定方法时，fail()方法是非常有用的。例如，如果一段代码应当抛出一个异常而未抛出，那么可以调用fail()方法使该测试失败，方法如下：

public void testIndexOutOfBounds() {
  try {
       ArrayList list=new ArrayList();
       list.get(0);
       fail("IndexOutOfBoundsException   
           not thrown");
  } catch(IndexOutOfBoundsException e) {}
}

JUnit的高级特性

在示例测试实例中，你已经同时运行了所有的测试。在现实中，你可能希望运行一个给定的测试方法来询问你正编写的实施方法，所以你需要定义一组要运行的测试。这就是框架的junit.framework.TestSuite类的目的，这个类其实只是一个容器，你可以向其中添加一系列测试。如果你正在进行toString()实施，并希望运行相应的测试方法，那么你可以通过重写测试的suite()方法来通知运行器，方法如下：

public static Test suite() {

  TestSuite suite= new TestSuite();
  suite.addTest(new IsoDateTest
("testToString"));
  return suite;
}

在此方法中，你用具体示例说明了一个TestSuite对象，并向其中添加了测试。为了在方法级定义测试，你可以利用构造器将方法名作为参数使测试类实例化。此构造器可按如下方法实施：

public IsoDateTest(String name) {
  super(name);
}

将上面的构造器和方法添加到IsoDateTest类（还需要引入junit.framework.Test和junit.framework.TestSuite），并在终端上输入：

 
$ javac *.java
$ java junit.textui.TestRunner IsoDateTest
.
Time: 0,31
OK (1 test)

注意，在添加到测试包中的测试方法中，只运行了一个测试方法，即toString()方法。

你也可以利用图形界面，通过在图3所示的Test Hierarchy面板中选择测试方法来运行一个给定的测试方法。但是，要注意当整个测试包被运行一次后，该面板将被填满。

当你希望将一个测试实例中的所有测试方法添加到一个TestSuite对象中时，可以使用一个专用构造器，该构造器将此测试实例的类对象作为参数。例如，你可以使用IsoDateTest类实施suite()方法，方法如下：

public static Test suite() {
  return new TestSuite(IsoDateTest.class);
}

还有一些情况，你可能希望运行一组由其他测试（如在工程发布之前的所有测试）组成的测试。在这种情况下，你必须编写一个实施suite()方法的类，以建立希望运行的测试包。例如，假定你已经编写了测试类Atest和Btest。为了定义那些包含了类ATest中的所有测试和在BTest中定义的测试包的集合，可以编写下面的类：

import junit.framework.*;

/**
 * TestSuite that runs all tests.
 */
public class AllTests {

  public static Test suite() {
     TestSuite suite= new TestSuite("All Tests");
     suite.addTestSuite(ATest.class);
     suite.addTest(BTest.suite());
     return suite;
  }
}

你完全可以像运行单个测试实例那样运行这个测试包。注意，如果一个测试在一个套件中添加了两次，那么运行器将运行它两次（测试包和运行器都不会检查该测试是否是唯一的）。为了了解实际的测试包的实施，应当研究Junit本身的测试包。这些类的源代码存在于JUnit安装的junit/test目录下。

将一个main()方法添加到一个测试或一个测试包中有时是非常方便的，因此可以在不使用运行器的情况下启动测试。例如，要将AllTests测试包作为一个标准的Java程序启动，可以将下面的main()方法添加到类中：

public static void main(String[] args) {
  junit.textui.TestRunner.run(suite());
}

现在可以通过输入java AllTests来启动这个测试包。

JUnit框架还提供了一种有效利用代码的方法，即将资源集合到被称为fixture的对象集中。例如，该示例测试实例利用两个叫作epoch和eon的参考日期。将这些日期重新编译到每个方法测试中只是浪费时间（而且还可能出现错误）。你可以用fixture重新编写测试，如清单2所示。

你定义了两个参考日期，作为测试类的段，并将它们编译到一个setUp()方法中。这一方法在每个测试方法之前被调用。与其对应的方法是tearDown()方法，它将在每个测试方法运行之后清除所有的资源（在这个实施中，该方法事实上什么也没做，因为垃圾收集器为我们完成了这项工作）。现在编译这个测试实例（其源代码应当放在JUnit的安装目录中）并运行它：

$ javac *.java
$ java junit.textui.TestRunner IsoDateTest2
.setUp()
testIsoDate()
tearDown()
.setUp()
testToString()
tearDown()

Time: 0,373

OK (2 tests)

注意：在该测试实例中建立了参考日期，因此在任何测试方法中修改这些日期都不会对其他测试产生不利影响。你可以将代码放到这两个方法中，以建立和释放每个测试所需要的资源（如数据库连接）。

JUnit发布版还提供了扩展模式（在包junit.extensions中），即test decor-ators，以提供像重复运行一个给定的测试这样的新功能。它还提供了一个TestSuite，以方便你在独立的线程中同时运行所有测试，并在所有线程中的测试都完成时停止。

循序渐进学习JUnit：第二部分 作者：Michel Casabianca 利用Ant使测试自动化 如前面所述，测试运行器是非常原始的。如果你正在运行Ant来编译你的工程，那么编译文件是运行单元测试的好方法。（关于Ant的介绍，请参考我的文章《Ant简介》（Starting with Ant），发表于Oracle杂志2002年11／12月号中）。 假设你的源文件在src目录中，所生成的类在tmp目录中，并且junit.jar库位于工程的libdirectory目录中，那么你可以编译Java源文件，并使用清单3中所示的编译文件（在工程的根目录中）运行单元测试。 这个编译文件的核心是运行单元测试的测试目标。运行这些测试是这个目标junit的唯一任务。为了运行这一可选任务，必须首先将junit.jar库放到Ant安装目录下的lib目录中，然后下载并安装同一目录中的Ant可选任务库。清单3中的示例嵌套了一个classpath类，它包括JUnit库和工程的类；示例中还嵌套了一个batchtest元素，它利用一个选择适当源文件的fileset元素定义了将要运行的测试。这个任务还包括haltonfilure和haltonerror属性，它们告诉Ant在遇到一个失败或错误时是否应当停止。如果将它们的值设置为"真"，那么Ant在遇到第一个失败或错误时将会停止，编译将会失败（显然，这表示在运行测试过程中存在有问题）。另一方面，如果将它们的值设置为"假"，其结果就不是非常明确了（即使测试失败，编译也会成功），但所有测试仍将运行。printsummary属性指示Ant是否显示运行测试的输出。数值withOutAndErr可以在开发测试时方便地告诉Ant显示标准输出和错误输出。数值off表示不显示任何内容，而on只显示测试报告（没有测试类的输出）。junit任务具有很多属性，详细内容请参考Ant的文档。 为了测试这一编译文件，你需要建立名字为src、tmp和lib的目录。将junit.jar库放到lib目录中，并将前面看到的示例Java源文件放到src目录中。打开终端，进入该工程的根目录，并输入ant，其结果为： 　 $ ant Buildfile: build.xml clean: [delete] Deleting directory /Users/casa/doc/oracle /junit/prj/tmp [mkdir] Created dir: /Users/casa /doc/oracle/junit/prj/tmp bin: [javac] Compiling 4 source files to /Users/casa/doc/oracle /junit/prj/tmp test: [junit] Running IsoDateTest [junit] Tests run: 1, Failures: 0, Errors: 0, Time elapsed: 0,005 sec [junit] Running IsoDateTest2 [junit] Tests run: 2, Failures: 0, Errors: 0, Time elapsed: 0,031 sec [junit] Output: [junit] setUp() [junit] testIsoDate() [junit] tearDown() [junit] setUp() [junit] testToString() [junit] tearDown() all: BUILD SUCCESSFUL Total time: 8 seconds 　 Ant还可以生成非常有用的HTML格式的测试报告。为了生成这样的报告，将前面的测试目标用以下目标代替： 　 <target name="test" depends="bin" description="Run JUnit tests"> <junit haltonfailure="false" printsummary="withOutAndErr"> <classpath refid="cp"/> <batchtest todir="${tmp}"> <fileset dir="${src}" includes="**/*Test*.java"/> </batchtest> <formatter type="xml"/> </junit> <junitreport todir="${tmp}"> <fileset dir="${tmp}" includes="TEST-*.xml"/> <report format="frames" todir="${tmp}"/> </junitreport> </target> 　 这一目标与前面的目标相同，只是该目标在batchtext元素中增加了一个新的属性--todir，它告诉Ant在tmp目录中生成可扩展的标记语言（XML）报告。该目标还增加了一个新的junitreport元素，以便由XML文件生成一个HTML报告。这一元素要求在安装Ant的lib目录中安装Xalan库（详细内容见Ant文档的junitreport部分：ant.apache.org/manual/install.html）。这一元素还定义了使用todir属性生成的文件的目标目录。通过嵌套一个fileset元素来定义为生成这一报告而需要处理的XML文件。期望的输出格式利用嵌套的报告元素来实现。该对象将生成一个诸如图4所示的报告。 这类报告在使单元测试自动运行时特别有用（比如在夜间编译期间）。在这些情况下，错误或失败不会中断测试，因此你必须将前面提到的junit任务的haltonfailure和haltonerror属性设置为"假"。这一报告对于衡量实施进程也非常有用（比如当你必须重写已有代码时，或者在实施之前已经编写了测试的情况下）。 Ant对启动JUnit图形运行器也非常有用。下面的对象将会启动Swing测试运行器： 　 <target name="testui" depends="bin" description="Run graphical JUnit"> <java classname="junit.swingui.TestRunner" classpathref="cp" fork="true"/> </target> 　 你应当在终端中运行这一对象，并且在另一个终端或你喜欢的IDE中使用Ant对其进行编译。这种方式使你不必在每次想要测试代码时都启动图形运行器。 在Oracle9i Jdeveloper中的JUnit集成 Oracle9i JDeveloper并没有基于网络集成JUnit，但是下载并安装这一插件只需要几分钟的时间。为了完成此过程，选择JDeveloper的"Help"菜单下的"Check for Updates"项。这样将会打开IDE更新向导，以连接到Oracle技术网站，下载该插件并安装它。当安装该插件后，需要关闭并重启Oracle9i JDeveloper。注意，向导还会下载相关的文档。 通过为每个任务提供向导，这个插件极大地提高了开发人员编写测试实例、测试包和fixture等的工作效率。要调用这些向导，点击"File"菜单下的"New"项，然后选择"General/Unit Tests"类，并从右侧的窗体中选择合适的向导。你也可以从界面上启动测试套件。 当准备好对项目进行代码测试后，应当首先使用专用向导来编写fixture，然后测试实例向导可以利用它们集成到测试实例中。另外，还有一些用来生成自定义测试fixture的向导以及生成商务组件和数据库连接测试fixture的向导。这后两种向导生成专用代码，以使用setUp()和tearDown()方法设置和发布商务组件或数据库连接。 当完成fixture后，下一步应当使用合适的向导来生成测试实例，这些向导可以让你选择要测试的类和方法。你还可以选择在这个测试中使用的fixture。这将生成一个使用测试方法的主体完成的代码框架。最后应当生成套件来运行你的测试。这个专用向导让你选择要包括在套件中的测试，并为你生成整个类。要启动一个测试套件，点击浏览器中的文件，并选择Run。这将会启动图形界面并运行套件的测试。 在"Help"菜单中选择"Help Topics"，你将会在JDeveloper文档中找到关于如何使用这些向导的详细教程。这会打开帮助系统窗口。点击"Unit Testing with JUnit"项，然后选择合适的教程。 JUnit和JDeveloper之间的这种集成使你能够只编写单元测试中你感兴趣的那部分的代码，而让工具为你编写重复的代码。 下一步 访问JUnit网站 www.junit.org 下载 Oracle9i Jdeveloper otn.oracle.com/software/products/jdev/ Oracle9i应用服务器 otn.oracle.com/software/products/ias/ 学习Oracle9i JDeveloper扩展 otn.oracle.com/products/jdev/htdocs/partners/addins 阅读Oracle9i JDeveloper文档 otn.oracle.com/docs/products/jdev/ 　 JUnit最佳实践 下面是一些在使用JUnit时应当注意的技巧： 　 在实施之前编写测试代码。这是一种合同驱动的实施方式。 只测试那些可能会中断的方法（也就是说，在多数情况下不应测试setter和getter方法）。要尽可能地多进行测试，以避免回归测试。当测试一个较大的应用程序时，你可以在夜间编译时运行所有测试。 一定要使用正确的JUnit扩展来测试特殊的应用程序（如使用Castus测试J2EE应用程序）。 值得花费的时间 到现在，你应当已经清楚地知道使用JUnit框架和合适的工具实施单元测试是多么快速而简单。关于单元测试的下一个目标是使你的CTO相信你在实施测试时所必须花费的时间是为了以后节省更多的时间。但是，当你考虑在检查老代码、修正错误和发布一个调试过的版本上所花费的时间（它可能花费整个一天）时，在开发过程的早期阶段捕获的代码错误毫无疑问是一项很好的投资。这里并没有考虑当错误代码不再位于块的顶部时开发人员必须遵循的"black magic"步骤，这些步骤包括：标记代码，制作一个分支、修正代码错误、进行发布，以及将代码修正合并到块中。所有这些步骤都非常耗时，并且容易产生错误。 要开始使用单元测试和JUnit，请访问JUnit网站： www.junit.org。你将找到大量有用的文档（包括使用JUnit实施测试的详细说明书）、一个与JUnit集成的IDE列表，以及关于JUnit扩展工具的详细内容。 Michel Casabianca ( casa@sweetohm.net)是In-Fusio（一家为移动用户提供游戏服务的法国公司）的一名软件工程师，同时也是XML Pocket Reference（O'Reilly出版，2001年）一书的合著者。 　 表1：编写测试实例中所使用的判定方法 　 assertEquals(期望原型,实际原型) 检查两个原型是否相等 assertEquals(期望对象,实际对象) 利用对象的equals()方法检查两个对象是否相等 assertSame(期望对象，实际对象) 检查具有相同内存地址的两个对象是否相等 assertNotSame(期望对象,实际对象) 检查具有不同内存地址的两个对象是否不相等 assertNull(对象 对象) 检查一个对象是否为空 assertNotNull(对象 对象) 检查一个对象是否为非空 assertTrue(布尔条件) 检查条件是否为真 assertFalse(布尔条件) 检查条件是否为假

请先看下面这段程序：

TER> public class Hello
{
    public static void main(String[] args)
 {
 //(1)
      System.out.println("Hello,world!");
   //(2)
    }
  }
 
看过这段程序，对于大多数学过Java的从来说，都不陌生。即使没有学过Java，而学过其它的高级语言，例如C，那你也应该能看懂这段代码的意思。它只是简单的输出“Hello,world”，一点别的用处都没有，然而，它却展示了static关键字的主要用法。

在1处，我们定义了一个静态的方法名为main，这就意味着告诉Java编译器，我这个方法不需要创建一个此类的对象即可使用。你还得你是怎么运行这个程序吗？一般，我们都是在命令行下，打入如下的命令(加下划线为手动输入)：

javac Hello.java
java Hello
Hello,world!
 
这就是你运行的过程，第一行用来编译Hello.java这个文件，执行完后，如果你查看当前，会发现多了一个Hello.class文件，那就是第一行产生的Java二进制字节码。第二行就是执行一个Java程序的最普遍做法。

执行结果如你所料。在2中，你可能会想，为什么要这样才能输出。好，我们来分解一下这条语句。（如果没有安装Java文档，请到Sun的官方网站浏览J2SE API）首先，System是位于java.lang包中的一个核心类，如果你查看它的定义，你会发现有这样一行：

public static final PrintStream out;
 
接着在进一步，点击PrintStream这个超链接，在METHOD页面，你会看到大量定义的方法，查找println，会有这样一行：

public void println(String x)
 
好了，现在你应该明白为什么我们要那样调用了，out是System的一个静态变量，所以可以直接使用，而out所属的类有一个println方法。

静态方法

通常，在一个类中定义一个方法为static，那就是说，无需本类的对象即可调用此方法。如下所示：

class Simple
{
   static void go()
   {
     System.out.println("Go...");
   }
}
public class Cal
{
  public static void main(String[] args)
  {
    Simple.go();
  }
}
 
调用一个静态方法就是“类名.方法名”,静态方法的使用很简单如上所示。一般来说，静态方法常常为应用程序中的其它类提供一些实用工具所用，在Java的类库中大量的静态方法正是出于此目的而定义的。

静态变量

静态变量与静态方法类似。所有此类实例共享此静态变量，也就是说在类装载时，只分配一块存储空间，所有此类的对象都可以操控此块存储空间，当然对于final则另当别论了。看下面这段代码：

class Value
{
  static int c=0;
  static void inc()
  {
    c++;
  }
}
class Count
{
  public static void prt(String s)
  {
    System.out.println(s);
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    Value v1,v2;
    v1=new Value();
    v2=new Value();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    v1.inc();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c); 
  }
}
 
结果如下：

v1.c=0  v2.c=0
v1.c=1  v2.c=1
 
由此可以证明它们共享一块存储区。static变量有点类似于C中的全局变量的概念。值得探讨的是静态变量的初始化问题。我们修改上面的程序：

class Value{
  static int c=0;
  Value(){
    c=15;
  }
  Value(int i){
    c=i;
  }
  static void inc(){
    c++;
  }
}
class Count{
  public static void prt(String s){
    System.out.println(s);
  }
    Value v=new Value(10);
    static Value v1,v2;
    static{
      prt("v1.c="+v1.c+"
   v2.c="+v2.c);
      v1=new Value(27);
      prt("v1.c="+v1.c+"
   v2.c="+v2.c);
      v2=new Value(15);
      prt("v1.c="+v1.c+"
   v2.c="+v2.c);
    }

  public static void main
  (String[] args)
  {
    Count ct=new Count();
    prt("ct.c="+ct.v.c);
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    v1.inc();
    prt("v1.c="+v1.c+"  v2.c="+v2.c);
    prt("ct.c="+ct.v.c);
  }
}
 
运行结果如下：

v1.c=0  v2.c=0
v1.c=27  v2.c=27
v1.c=15  v2.c=15
ct.c=10
v1.c=10  v2.c=10
v1.c=11  v2.c=11
ct.c=11
 
这个程序展示了静态初始化的各种特性。如果你初次接触Java，结果可能令你吃惊。可能会对static后加大括号感到困惑。首先要告诉你的是，static定义的变量会优先于任何其它非static变量，不论其出现的顺序如何。

正如在程序中所表现的，虽然v出现在v1和v2的前面，但是结果却是v1和v2的初始化在v的前面。在static{后面跟着一段代码，这是用来进行显式的静态变量初始化，这段代码只会初始化一次，且在类被第一次装载时。

如果你能读懂并理解这段代码，会帮助你对static关键字的认识。在涉及到继承的时候，会先初始化父类的static变量，然后是子类的，依次类推。非静态变量不是本文的主题，在此不做详细讨论，请参考Think in Java中的讲解。

静态类

通常一个普通类不允许声明为静态的，只有一个内部类才可以。这时这个声明为静态的内部类可以直接作为一个普通类来使用，而不需实例一个外部类。如下代码所示：

public class StaticCls
{
  public static void
  main(String[] args)
  {
    OuterCls.InnerCls
 oi=new OuterCls.InnerCls();
  }
}
class OuterCls{
  public static class InnerCls{
    InnerCls(){
      System.out.println("InnerCls");
    }
   }
}
 
输出结果会如你所料：

InnerCls
 
和普通类一样。

二、this & super

在上一篇拙作中，我们讨论了static的种种用法，通过用static来定义方法或成员，为我们编程提供了某种便利，从某种程度上可以说它类似于C语言中的全局函数和全局变量。但是，并不是说有了这种便利，你便可以随处使用，如果那样的话，你便需要认真考虑一下自己是否在用面向对象的思想编程，自己的程序是否是面向对象的。好了，现在开始讨论this&super这两个关键字的意义和用法。

在Java中，this通常指当前对象，super则指父类的。当你想要引用当前对象的某种东西，比如当前对象的某个方法，或当前对象的某个成员，你便可以利用this来实现这个目的，当然，this的另一个用途是调用当前对象的另一个构造函数，这些马上就要讨论。

如果你想引用父类的某种东西，则非super莫属。由于this与super有如此相似的一些特性和与生俱来的某种关系，所以我们在这一块儿来讨论，希望能帮助你区分和掌握它们两个。

在一般方法中

最普遍的情况就是，在你的方法中的某个形参名与当前对象的某个成员有相同的名字，这时为了不至于混淆，你便需要明确使用this关键字来指明你要使用某个成员，使用方法是“this.成员名”，而不带this的那个便是形参。

另外，还可以用“this.方法名”来引用当前对象的某个方法，但这时this就不是必须的了，你可以直接用方法名来访问那个方法，编译器会知道你要调用的是那一个。下面的代码演示了上面的用法：

public class DemoThis
{
  private String name;
  private int age;
  DemoThis(String name,int age)
  {
    setName(name);
 //你可以加上this来调用方法，
 像这样：this.setName(name);
 但这并不是必须的
    setAge(age);
    this.print();
  }  
  public void setName(String name)
  {
    this.name=name;
 //此处必须指明你要引用成员变量
  }
  public void setAge(int age)
  {
    this.age=age;
  }
  public void print()
  {
    System.out.println
 ("Name="+name+" Age="+age);
 //在此行中并不需要用this，
 因为没有会导致混淆的东西
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    DemoThis dt=new DemoThis("Kevin","22");
  }
}
 
这段代码很简单，不用解释你也应该能看明白。在构造函数中你看到用this.print(),你完全可以用print()来代替它，两者效果一样。下面我们修改这个程序，来演示super的用法。

class Person
{
  public int c;
  private String name;
  private int age;
  protected void setName
  (String name)
  {
    this.name=name;
  }
  protected void setAge(int age)
  {
    this.age=age;
  }
  protected void print()
  {
    System.out.println
 ("Name="+name+" Age="+age);
  }
}
public class DemoSuper
extends Person
{
  public void print()
  {
    System.out.println("DemoSuper:");
    super.print();
  }
  public static void main(String[] args)
  {
    DemoSuper ds=new DemoSuper();
    ds.setName("kevin");
    ds.setAge(22);
    ds.print();
  }
}
 
在DemoSuper中，重新定义的print方法覆写了父类的print方法，它首先做一些自己的事情，然后调用父类的那个被覆写了的方法。输出结果说明了这一点：

DemoSuper:
Name=kevin Age=22
 
这样的使用方法是比较常用的。另外如果父类的成员可以被子类访问，那你可以像使用this一样使用它，用“super.父类中的成员名”的方式，但常常你并不是这样来访问父类中的成员名的。

在构造函数中

构造函数是一种特殊的方法，在对象初始化的时候自动调用。在构造函数中，this和super也有上面说的种种使用方式，并且它还有特殊的地方，请看下面的例子：

class Person
{
  public static void prt(String s)
  {
    System.out.println(s);
  }
  Person(){
    prt("A Person.");
  }
  Person(String name)
  {
    prt("A person name is:"+name);
  }
}
public class Chinese extends Person{
  Chinese(){
    super(); 
 //调用父类构造函数（1）
    prt("A chinese.");
 //(4)
  }
  Chinese(String name)
  {
    super(name);
 //调用父类具有相同形参的构造函数（2）
    prt("his name is:"+name);
  }
  Chinese(String name,int age){
    this(name);
 //调用当前具有相同形参的构造函数（3）
    prt("his age is:"+age);
  }
  public static void main
  (String[] args)
  {
    Chinese cn=new Chinese();
    cn=new Chinese("kevin");
    cn=new Chinese("kevin",22);
  }
}
 
在这段程序中，this和super不再是像以前那样用“.”连接一个方法或成员，而是直接在其后跟上适当的参数，因此它的意义也就有了变化。super后加参数的是用来调用父类中具有相同形式的构造函数，如1和2处。this后加参数则调用的是当前具有相同参数的构造函数，如3处。

当然，在Chinese的各个重载构造函数中，this和super在一般方法中的各种用法也仍可使用，比如4处，你可以将它替换为“this.prt”(因为它继承了父类中的那个方法）或者是“super.prt”（因为它是父类中的方法且可被子类访问），它照样可以正确运行。但这样似乎就有点画蛇添足的味道了。

最后，写了这么多，如果你能对“this通常指代当前对象，super通常指代父类”这句话牢记在心，那么本篇便达到了目的，其它的你自会在以后的编程实践当中慢慢体会、掌握。另外关于本篇中提到的继承，请参阅相关Java教程。
三、final

final在Java中并不常用，然而它却为我们提供了诸如在C语言中定义常量的功能，不仅如此，final还可以让你控制你的成员、方法或者是一个类是否可被覆写或继承等功能，这些特点使final在Java中拥有了一个不可或缺的地位，也是学习Java时必须要知道和掌握的关键字之一。

final成员

当你在类中定义变量时，在其前面加上final关键字，那便是说，这个变量一旦被初始化便不可改变，这里不可改变的意思对基本类型来说是其值不可变，而对于对象变量来说其引用不可再变。

其初始化可以在两个地方，一是其定义处，也就是说在final变量定义时直接给其赋值，二是在构造函数中。这两个地方只能选其一，要么在定义时给值，要么在构造函数中给值，不能同时既在定义时给了值，又在构造函数中给另外的值。下面这段代码演示了这一点：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
public class Bat
{
    final PI=3.14;
 //在定义时便给址值
    final int i;
 //因为要在构造函数中进行初始化，
 所以此处便不可再给值
    final List list;
 //此变量也与上面的一样
    Bat(){
        i=100;
        list=new LinkedList();
    }
    Bat(int ii,List l){
        i=ii;
        list=l;
    }
    public static void
 main(String[] args)
 {
        Bat b=new Bat();
        b.list.add(new Bat());
        //b.i=25;
        //b.list=new ArrayList();
        System.out.println("I="+b.i+"
  List Type:"+b.list.getClass());
        b=new Bat(23,new ArrayList());
        b.list.add(new Bat());
        System.out.println("I="+b.i+"
  List Type:"+b.list.getClass());
    }
}
 
此程序很简单的演示了final的常规用法。在这里使用在构造函数中进行初始化的方法，这使你有了一点灵活性。如Bat的两个重载构造函数所示，第一个缺省构造函数会为你提供默认的值，重载的那个构造函数会根据你所提供的值或类型为final变量初始化。

然而有时你并不需要这种灵活性，你只需要在定义时便给定其值并永不变化，这时就不要再用这种方法。

在main方法中有两行语句注释掉了，如果你去掉注释，程序便无法通过编译，这便是说，不论是i的值或是list的类型，一旦初始化，确实无法再更改。然而b可以通过重新初始化来指定i的值或list的类型，输出结果中显示了这一点：

I=100 List Type:class
java.util.LinkedList
I=23 List Type:class
java.util.ArrayList
 
还有一种用法是定义方法中的参数为final，对于基本类型的变量，这样做并没有什么实际意义，因为基本类型的变量在调用方法时是传值的，也就是说你可以在方法中更改这个参数变量而不会影响到调用语句。

然而对于对象变量，却显得很实用，因为对象变量在传递时是传递其引用，这样你在方法中对对象变量的修改也会影响到调用语句中的对象变量，当你在方法中不需要改变作为参数的对象变量时，明确使用final进行声明，会防止你无意的修改而影响到调用方法。

另外方法中的内部类在用到方法中的参变量时，此参变也必须声明为final才可使用，如下代码所示：

public class INClass
{
   void innerClass
   (final String str)
   {
        class IClass
  {
            IClass()
   {
                System.out.println(str);
            }
        }
        IClass ic=new IClass();
    }
  public static void main
  (String[] args)
  {
      INClass inc=new INClass();
      inc.innerClass("Hello");
  }
}
 
final方法

将方法声明为final，那就说明你已经知道这个方法提供的功能已经满足你要求，不需要进行扩展，并且也不允许任何从此类继承的类来覆写这个方法，但是继承仍然可以继承这个方法，也就是说可以直接使用。

另外有一种被称为inline的机制，它会使你在调用final方法时，直接将方法主体插入到调用处，而不是进行例行的方法调用，例如保存断点，压栈等，这样可能会使你的程序效率有所提高，然而当你的方法主体非常庞大时，或你在多处调用此方法，那么你的调用主体代码便会迅速膨胀，可能反而会影响效率，所以你要慎用final进行方法定义。

final类

当你将final用于类身上时，你就需要仔细考虑，因为一个final类是无法被任何人继承的，那也就意味着此类在一个继承树中是一个叶子类，并且此类的设计已被认为很完美而不需要进行修改或扩展。

对于final类中的成员，你可以定义其为final，也可以不是final。而对于方法，由于所属类为final的关系，自然也就成了final型的。你也可以明确的给final类中的方法加上一个final，但这显然没有意义。

下面的程序演示了final方法和final类的用法：

final class final
{
    final String str="final Data";
    public String str1="non final data";
    final public void print()
 {
        System.out.println
  ("final method.");
    }
    public void what()
 {
        System.out.println(str+"\n"+str1);
    }
}
public class FinalDemo
{ 
//extends final 无法继承
    public static void
 main(String[] args)
 {
        final f=new final();
        f.what();
        f.print();
    }
}
 
从程序中可以看出，final类与普通类的使用几乎没有差别，只是它失去了被继承的特性。final方法与非final方法的区别也很难从程序行看出，只是记住慎用。

final在设计模式中的应用

在设计模式中有一种模式叫做不变模式，在Java中通过final关键字可以很容易的实现这个模式，在讲解final成员时用到的程序Bat.java就是一个不变模式的例子。

到此为止，this,static,supert和final的使用已经说完了，如果你对这四个关键字已经能够大致说出它们的区别与用法，那便说明你基本已经掌握。

然而，世界上的任何东西都不是完美无缺的，Java提供这四个关键字，给程序员的编程带来了很大的便利，但并不是说要让你到处使用，一旦达到滥用的程序，便适得其反，所以在使用时请一定要认真考虑。

在一个项目里，需要提供一些统计图，但图的内容暂时未能确定。所以我决定让图可以配置，所有定义保存在一个名为charts.xml（或国际化后的文件名如charts_zh_CN.xml，这里只考虑缺省语言）的文件内，下面是该文件的部分内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<charts>
    <chart id="BarChart1" >
        <title>统计图一</title>
        <legendVisible>false</legendVisible>
        <toolTipsVisible>true</toolTipsVisible>
        <type>Bar</type>
        <labelx>时间</labelx>
        <labely>数据</labely>
        <width>500</width>
        <height>360</height>
        <hql>select count(c),c.department.name from edu.pku.pub.aims.model.business.Client c group by c.department</hql>
        <description></description>
    </chart>
</charts>

可以看出，我为每个图定义了id、title、legendVisible等等属性，这些属性的意义都很明显，它们将影响统计图的数据和在页面中的表现。在程序里，我需要把这个文件里的定义读到一个注册表类ChartRegistry里，该注册表维护一个java.util.List类型的registry变量，其中每个元素是一个ChartConfig类。现在Digester该显示它的价值了。

为了方便使用Digester，我们让ChartConfig也具有统计图的每个属性（id、title、legendVisible等等），名称与charts.xml里的元素的属性（子元素）一一对应，并且都具有getter和setter方法，也就是说，ChartConfig是一个bean类。在ChartRegistry类里定义一个deregister()方法，它的作用是用Digester读入并解析指定的xml文件，代码如下；还有一个register()方法用来把ChartConfig对象加到registry里。

public void deregister(URL url) throws IOException,SAXException{
    InputStream is = new FileInputStream(url.getFile());
    Digester digester = new Digester();
    digester.push(this);
    digester.setValidating(false);
    digester.addObjectCreate("charts/chart", ChartConfig.class);
    digester.addSetProperties("charts/chart");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/legendVisible");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/toolTipsVisible");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/title");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/type");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/labelx");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/labely");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/width");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/height");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/hql");
    digester.addBeanPropertySetter("charts/chart/description");
    digester.addSetNext("charts/chart","register");
    digester.parse(is);
    Collections.sort(registry);
}

基本上来说，Digester和SAX解析xml的过程很像，它的原理就是制定一些规则，在遍历每个节点时检查是否有匹配的规则，如果有就执行对应的操作。例如，上面的代码中，“digester.addObjectCreate("charts/chart", ChartConfig.class);”这一句的作用是告诉Digester：如果遇到匹配“charts/chart”形式的节点，就执行一个“对象创建”操作，创建什么对象呢，应该创建Class为“ChartConfig.class”的对象；类似的，addSetProperties()是告诉Digester将指定节点的属性全部映射到对象的属性，在这个例子里指的就是id属性；addBeanPropertySetter()是将子节点转换为对象的属性，这个方法还可以有第二个参数，当对象的属性名和子节点的名字不一样时用来指定对象的属性名；addSetNext()是说在遇到匹配节点后，对当前对象的父对象执行一个方法，参数是当前参数，对这个例子来说就是执行ChartConfig.register(ChartConfig)方法。因此这样构造得到的Digester会把charts.xml里的每个元素转换为一个ChartConfig对象，并register到ChartRegistry里。

顺利得到了ChartRegister对象，我就可以在程序里根据它的内容构造统计图了（统计图一般使用jfreechart来生成，这里就不赘述了）。与Digester具有类似功能的工具包其实还有不少，例如Caster、Jato等等，我没有实际使用过它们，但因为我对用过的Jakarta其他项目都很满意（例如BeanUtils、HttpClient，品牌效应？），所以一开始就选择了Digester：简单方便。