Die Klasse Stack besitzt zwar die Basisfunktionalität, die ein Stapel besitzen sollte, aber auch nicht mehr. Hin und wieder wünschen wir uns aber eine Funktion, die das oberste Stack-Element dupliziert, kurz dup().
Bei der Implementierung treten allerdings zwei Fragen auf, mit denen zwei völlig unterschiedliche Lösungsansätze verbunden sind. Da die Klasse Stack wie die anderen Datenstrukturen auf Objekte ausgelegt ist, müssen wir uns darüber Klarheit verschaffen, wie das obere Objekt dupliziert werden soll. Soll eine Kopie der Objekt-Referenz neu auf den Stapel gelegt werden oder etwa das gesamte Objekt geklont werden?
Die einfache Lösung
Die einfachste Lösung besteht darin, das oberste Objekt einfach mittels der schon vorhandenen Stack-Methoden push() und peek() draufzulegen. Nehmen wir an, wir haben eine Unterklasse DupStack, dann sieht die erste Variante zum Clonen so aus:
void dup() /* throws EmptyStackException */
{
push( peek() );
}
peek() gibt aber lediglich eine Referenz auf das Objekt zurück. Und das anschließende push() speichert diese Referenz dann auf dem Stapel. Nehmen wir an, wir haben zwei StringBuffer-Objekte auf dem Stapel. Wenn wir nun dup() aufrufen und den String ändern, der oben auf dem Stapel liegt, so ändern wir automatisch das zweite Element gleich mit. Dies ist aber nicht unbedingt beabsichtigt, und wir müssen uns Gedanken über eine alternative Lösung machen. Wir sehen, dass dup() in der Klasse Stack fehlt, weil seine Implementierung davon abhängt, ob eine Referenz- oder eine Wertsemantik für Kellerelemente gewünscht ist.
Die kompliziertere Lösung mit Klonen
Um das oberste Stack-Element zu kopieren, bietet sich die clone()-Methode von Object an. All die Objekte, die sich klonen lassen, und das sind längst nicht alle, implementieren das Interface Cloneable. Nun ließe sich einfach folgern: Wenn das zu duplizierende Objekt ein Exemplar von Cloneable ist, dann können wir einfach die clone()-Methoden aufrufen und das zurückgegebene Objekt mittels push() auf den Stapel bringen.
void dup2() throws CloneNotSupportedException
{
try
{
Object top = peek();
if ( top instanceof Cloneable )
push( top.clone() );
}
catch ( EmptyStackException e ) { }
}
Beziehungsweise
void dup3() throws CloneNotSupportedException /*, EmptyStackException */
{
push( peek().clone() );
}
Dies funktioniert für die meisten Objekte, allerdings nicht für Objekte der Klasse Object. Denn clone() der Klasse Object ist protected – wir dürfen also von außen nicht dran, nur eine Unterklasse und die Klasse selbst. Hier haben wir also zwei Probleme.
- Leider lässt sich nur mit Aufwand überprüfen, ob das Objekt auf dem Stapel auch wirklich ein pures Object ist, denn alle Objekte sind instanceof Object. Glücklicherweise gibt es kaum eine Anwendung, wo reine Object-Elemente gesichert werden müssen.
- Was machen wir mit Objekten, die nicht klonbar sind? Leider gibt es für diese Frage keine direkte Antwort. Eine universelle Stack-Klasse mit einer uneingeschränkten dup()-Methode gibt es nicht. Wir müssen als Stack-Benutzer festlegen, dass das oberste Element Clonable ist, um zumindest eine eigene Implementierung nutzen zu können. Oder wir bleiben dabei, bei nicht klonbaren Objekten doch nur die Referenz zu duplizieren. Das wäre zumindest für eineindeutige Objekte mit Wertsemantik die ideale Lösung.