要的数据位于哪儿，如何控制对象的存在时间呢针对这个问题，解决的方案是各异其趣的。

认为程序的执行效率是最重要的个问题，所以它允许程序员作出选择。

为获得最快的运行速度，存储以及存在时间可在编写程序时决定，只需将对象放置在堆栈有时也叫作自动或定域变量或者静态存储区域即可。

这样便为存储空间的分配和释放提供了个优先级。

些情况下，这种优先级的控制是非常有价值的。

然而，我们同时也牺牲了灵活性，因为在编写程序时，必须知道对象的准确的数量存在时间以及类型。

如果要解决的是个较常规的问题，如计算机辅助设计仓储管理或者空中交通控制，这方法就显得太局限了。

第二个方法是在个内存池中动态创建对象，该内存池亦叫堆或者内存堆。

若采用这种方式，除非进入运行期，否则根本不知道到底需要多少个对象，也不知道它们的存在时间有多长，以及准确的类型是什么。

这些参数都在程序正式运行时才决定的。

若需个新对象，只需在需要它的时候在内存堆里简单地创建它即可。

由于存储空间的管理是运行期间动态进行的，所以在内存堆里分配存储空间的时间比在堆栈里创建的时间长得多在堆栈里创建存储空间般只需要个简单的指令，将堆栈指针向下或向下移动即可。

由于动态创建方法使对象本来就倾向于复杂，所以查找存储空间以及释放它所需的额外开销不会为对象的创建造成明显的影响。

除此以外，更大的灵活性对于常规编程问题的解决是至关重要的。

允许我们决定是在写程序时创建对象，还是在运行期间创建，这种控制方法更加灵活。

大家或许认为既然它如此灵活，那么无论如何都应在内存堆里创建对象，而不是在堆栈中创建。

但还要考虑另外个问题，亦即对象的存在时间或者生存时间。

若在堆栈或者静态存储空间里创建个对象，编译器会判断对象的持续时间有多长，到时会自动破坏或者清除它。

程序员可用两种方法来破坏个对象用程序化的方式决定何时破坏对象，或者利用由运行环境提供的种垃圾收集器特性，自动寻找那些不再使用的对象，并将其清除。

当然，垃圾收集器显得方便得多，但要求所有应用程序都必须容忍垃圾收集器的存在，并能默许随垃圾收集带来的额外开销。

但这并不符合语言的设计宗旨，所以未能包括到里。

但确实提供了个垃圾收集器也有这样的设计尽管默认为没有垃圾收集器，但可选择安装而亦可使用些由其他公司开发的垃圾收集产品。

本节剩下的部分将讨论操纵对象时要考虑的另些因素。

集合与继承器针对个特定问题的解决，如果事先不知道需要多少个对象，或者它们的持续时间有多长，那么也不知道如何保存那些对象。

既然如此，怎样才能知道那些对象要求多少空间呢事先上根本无法提前知道，除非进入运行期。

在面向对象的设计中，大多数问题的解决办法似乎都有些轻率只是简单地创建另种类型的对象。

用于解决特定问题的新型对象容纳了指向其他对象的句柄。

当然，也可以用数组来做同样的事情，那是大多数语言都具有的种功能。

但不能只看到这点。

这种新对象通常叫作集合亦叫作个容器，但在不同的场合应用了这个术语，所以本书将直沿用集合的称呼。

在需要的时候，集合会自动扩充自己，以便适应我们在其中置入的任何东西。

所以我们事先不必知道要在个集合里容下多少东西。

只需创建个集合，以后的工作让它自己负责好了。

幸运的是，设计优良的语言都配套提供了系列集合。

在中，它们是以标准模板库的形式提供的。

用自己的可视组件库提供集合。

提供了套非常完整的集合。

而也用自己的标准库提供了集合。

在些库中，个常规集合便可满足人们的大多数要求而在另些库中特别是的库，则面向不同的需求提供了不同类型的集合。

例如，可以用个矢量统对所有元素的访问方式个链接列表则用于保证所有元素的插入统。

所以我们能根据自己的需要选择适当的类型。

其中包括集队列散列表树堆栈等等。

所有集合都提供了相应的读写功能。

将样东西置入集合时，采用的方式是十分明显的。

有个叫作推添大的不同，而且会面临许多障碍。

由于运行期的类型信息肯定存在于所有对象中，所以永远不会遇到判断不出个对象的类型的情况。

这对系统级的操作来说显得特别重要，比如违例控制而且也能在程序设计时获得更大的灵活性。

集合库与方便使用集合由于集合是我们经常都要用到的种工具，所以个集合库是十分必要的，它应该可以方便地重复使用。

这样来，我们就可以方便地取用各种集合，将其插入自己的程序。

提供了这样的个库，尽管它在和中都显得非常有限的集合库则无疑是个杰作。

下溯造型与模板通用性为了使这些集合能够重复使用，或者再生，提供了种通用类型，以前曾把它叫作。

单根结构意味着所有东西归根结底都是个对象，所以容纳了的个集合实际可以容纳任何东西。

这使我们对它的重复使用变得非常简便。

为使用这样的个集合，只需添加指向它的对象句柄即可，以后可以通过句柄重新使用对象。

但由于集合只能容纳，所以在我们向集合里添加对象句柄时，它会上溯造型成，这样便丢失了它的身份或者标识信息。

再次使用它的时候，会得到个句柄，而非指向我们早先置入的那个类型的句柄。

所以怎样才能归还它的本来面貌，调用早先置入集合的那个对象的有用接口呢在这里，我们再次用到了造型。

但这次不是在分级结构中上溯造型成种更通用的类型。

而是下溯造型成种更特殊的类型。

这种造型方法叫作下溯造型。

举个例子来说，我们知道在上溯造型的时候，圆属于几何形状的种类型，所以上溯造型是安全的。

但我们不知道个到底是还是，所以很难保证下溯造型的安全进行，除非确切地知道自己要操作的是什么。

但这也不是绝对危险的，因为假如下溯造型成的东西，会得到我们称为违例的种运行期。

我们稍后即会对此进行解释。

但在从个集合提取对象句柄时，必须用种方式准确地记住它们是什么，以保证下溯造型的正确进行。

下溯造型和运行期检查都要求花额外的时间来运行程序，而且程序员必须付出额外的精力。

既然如此，我们能不能创建个智能集合，令其知道自己容纳的类型呢这样做可消除下溯造型的必要以及潜在的。

答案是肯定的，我们可以采用参数化类型，它们是编译器能自动定制的类，可与特定的类型配合。

例如，通过使用个参数化集合，编译器可对那个集合进行定制，使其只接受，而且只提取。

参数化类型是个重要的组成部分，这部分是没有单根结构的缘故。

在中，用于实现参数化类型的关键字是模板。

目前尚未提供参数化类型，因为由于使用的是单根结构，所以使用它显得有些笨拙。

但这并不能保证以后的版本不会实现，因为这个词已被保留到将来实现在语言中，被用来实现它的模板。

采取的这种关键字保留机制其实经常让人摸不着头脑，很难断定以后会发生什么事情。

或其他类似名字的函数用于做这件事情。

但将数据从集合中取出的时候，方式却并不总是那么明显。

如果是个数组形式的实体，比如个矢量，那么也许能用索引运算符或函数。

但在许多情况下，这样做往往会无功而返。

此外，单选定函数的功能是非常有限的。

如果想对集合中的系列元素进行操纵或比较，而不是仅仅面向个，这时又该怎么办呢办法就是使用个继续器，它属于种对象，负责选择集合内的元素，并把它们提供给继承器的用户。

作为个类，它也提供了级抽象。

利用这级抽象，可将集合细节与用于访问那个集合的代码隔离开。

通过继承器的作用，集合被抽象成个简单的序列。

继承器允许我们遍历那个序列，同时毋需关心基础结构是什么换言之，不管它是个矢量个链接列表个堆栈，还是其他什么东西。

这样来，我们就可以灵活地改变基础数据，不会对程序里的代码造成干扰。

最开始在和版中提供的是个标准继承器，名为枚举，为它的所有集合类提供服务。

新增个更复杂的集合库，其中包含了个名为的继承器，可以做比老式的更多的事情。

从设计角度出发，我们需要的是个全功能的序列。

通过对它的操纵，应该能解决自己的问题。

如果种类型的序列即可满足我们的所有要求，那么完全没有必要再换用不同的类型。

有两方面的原因促使我们需要对集合作出选择。

首先，集合提供了不同的接口类型以及外部行为。

堆栈的接口与行为与队列的不同，而队列的接口与行为又与个集或列表的不同。

利用这个特征，我们解决问题时便有更大的灵活性。

其次，不同的集合在进行特定操作时往往有不同的效率。

最好的例子便是矢量和列表的区别。

它们都属于简单的序列，拥有完全致的接口和外部行为。

但在执行些特定的任务时，需要的开销却是完全不同的。

对矢量内的元素进行的随机访问存取是种常时操作无论我们选择的选择是什么，需要的时间量都是相同的。

但在个链接列表中，若想到处移动，并随机挑选个元素，就需付出惨重的代价。

而且假设个元素位于列表较远的地方，找到它所需的时间也会长许多。

但在另方面，如果想在序列中部插入个元素，用列表就比用矢量划算得多。

这些以及其他操作都有不同的执行效率，具体取决于序列的基础结构是什么。

在设计阶段，我们可以先从个列表开始。

最后调整性能的时候，再根据情况把它换成矢量。

由于抽象是通过继承器进行的，所以能在两者方便地切换，对代码的影响则显得微不足道。

最后，记住集合只是个用来放置对象的储藏所。

如果那个储藏所能满足我们的所有需要，就完全没必要关心它具体是如何实现的这是大多数类型对象的个基本概念。

如果在个编程环境中工作，它由于其他因素比如在下运行，或者由垃圾收集器带来了开销产生了内在的开销，那么矢量和链接列表之间在系统开销上的差异就或许不是个大问题。

我们可能只需要种类型的序列。

甚至可以想象有个完美的集合抽象，它能根据自己的使用方式自动改变基层的实现方式。

单根结构在面向对象的程序设计中，由于的引入而显得尤为突出的个问题是所有类最终是否都应从单独个基础类继承。

在中与其他几乎所有语言样，对这个问题的答案都是肯定的，而且这个终级基础类的名字很简单，就是个。

这种单根结构具有许多方面的优点。

单根结构中的所有对象都有个通用接口，所以它们最终