java - 在javaFx中，为什么在向窗口添加元素时为什么需要调用 “getChildren()”？

Question

例如，当我们向 Pane 添加新按钮时，我们需要编写以下代码:

 StackPane pane = new StackPane();
 pane.getChildren().add(new Button("OK"));

为什么我们需要调用“getChildren()”？它甚至做什么？我们为什么不能说:

 StackPane pane = new StackPane();
 pane.add(new Button("OK"));

我们将按钮添加到 Pane 中。我们不会将其添加到其子项中，

Answer 1

简短的答案就是“您必须那样做，因为这就是API的编写方式”。当然，您可能真正要问的是为什么要这样编写API。我认为这实际上是两个(相关的)问题。一种与方法名称有关，以及该方法的作用，另一种与实际的API设计有关。

通常，在计算中，重用现有的问题解决方案通常是有益的。 (知道何时进行此操作是一种艺术，但是在这两种情况下显然都是有益的。)通过两种不同的方式，此API设计将现有的解决方案重用到了众所周知的问题上，从而使之成为现实。对于以前遇到过这些解决方案的程序员来说，更容易理解和使用。

场景图

从总体上看，考虑一下通用用户界面的整体结构。有一个大容器(包含JavaFX场景的根源)，其中包含各种UI组件。其中一些可能是简单的控件，例如按钮和标签等，其中一些可能是其他容器，这些容器又包含各种UI组件。当然，其中一些也可能是容器，依此类推。如果不强加某种结构，这可能变得复杂且难以使用。

为了理解结构，我们将其抽象化。有一个根节点，它有零个或多个其他节点的集合。每个节点都有零个或多个其他节点的集合，依此类推。这是计算中众所周知的抽象结构，称为“树”，基本上每个计算机程序员(无论使用哪种语言)都熟悉该结构。因此，如果我们将其视为树结构，因为我们已经很熟悉它，那么可以使复杂性更易于使用。为了将其视为树结构，我们对树状方面使用标准名称。每个节点(根节点除外)都只有一个“父”(它所属的容器):因此您会在Node类中找到一个方法( getParent() ，这是树结构中的另一种术语)，可以访问父节点(包含当前节点的容器)。类似地，包含其他节点的UI元素(节点)具有一种称为getChildren()的方法，该方法返回当前节点中包含的所有节点的集合。 Oracle JavaFX教程在Scene graph上有一节对此进行了描述，其中包含许多漂亮的图表和相关代码。

简而言之，之所以有一种名为getChildren()的方法，是因为我们将UI中所有事物的集合视为树结构，并且此方法名称准确地描述了该方法在所有集合的上下文中的作用UI元素是一棵树。具有一点经验的程序员可以立即识别术语“节点”，“父”和“子”，并帮助他们理解整体结构并与之合作。他们基本上可以立即推断出getChildren()返回该容器中立即包含的所有UI元素的列表(该容器在您的示例中为StackPane)。
Pane的API设计(例如StackPane)

要考虑API设计，请考虑操作StackPane中包含的内容，您可能想要做的所有事情。如您所见，您可能想向StackPane添加一个新的UI元素(“节点”)，因此您可能想要一个称为add(...)的方法来接受Node。但是，您可能还需要或想要做很多其他事情:

从StackPane删除一个节点

将整个节点集合添加到StackPane

从StackPane

中删除整个节点集合

从(清除)StackPane

中删除所有节点

由于堆栈 Pane 中节点的顺序很重要(它定义了z顺序，即，如果节点重叠，它定义了哪些绘制在前面和后面，那么您可能需要在特定位置插入一个节点(在前面的东西，但后面的东西)

删除“背面”，前面或某个指定位置处的节点

和很多其他很多的

因此 StackPane类的设计人员可能已经编写了所有这些方法，但是有更好的方法。

如果考虑实现 StackPane，则需要某种方式来跟踪其包含的节点(UI元素)。这些节点的顺序很重要，因此我们必须对其进行跟踪，并且需要有一种很好的方法来定义上面列出的所有功能。 StackPane类(或其父类(super class) Pane)的作者可能已经构建了一个数据结构来从头开始执行此操作，但是标准库中已经存在一个数据结构。拥有某种特定类型的对象的集合并跟踪其顺序的数据结构称为 List 1，并且 List接口(interface)是每个Java程序员都熟悉的接口(interface)。

因此，如果您想到 StackPane的实际实现，则可以在堆栈 Pane 本身中为上面列出的所有功能定义方法。最终看起来像什么(真的会比这更复杂，我只想在这里指出这一点)就像

public class StackPane {

    private final List<Node> children = new ArrayList<>(); // or some other list implementation...

    public void add(Node node) {
        children.add(node);
    }

    public boolean remove(Node node) {
        return children.remove(node);
    }

    public void add(int index, Node node) {
        children.add(index, node);
    }

    public boolean remove(int index) {
        return children.remove(index);
    }

    public void addAll(Collection<Node> nodes) {
        children.addAll(nodes);
    }

    // lots more methods like this...

    // lots of layout code omitted...
}

我认为你说对了。所有这些代码实际上并没有做什么。只是调用已定义的行为。因此，可以使用列表本身的访问权限2，而不是这个this肿的API，而是可以向 StackPane用户提供完全相同的功能:

public class StackPane {
    private final List<Node> children = new ArrayList<>();

    public List<Node> getChildren() {
        return children ;
    }

    // layout code omitted...
}

现在，该类的工作量大大减少了，API的工作量大大减少了，此外，用户还收到了 List，正如前面所指出的，这是一种非常知名的对象类型。假设他们具有一定的Java经验，那么JavaFX的新程序员将已经熟悉 List的API，并且无需学习太多新知识就可以使用它。这样，程序员现在可以执行操作(使用非常规方式放置代码，并插入程序员的思想):

StackPane pane = new StackPane();

Button button = new Button("OK");

pane.getChildren()
    // oooh, a List, I know how those work
    .add(button);

List<Label> lotsOfLabels = Arrays.asList(new Label("One"), new Label("Two"), new Label("Three"));

pane.getChildren()
    // still a list, I know more things I can do here:
    .addAll(lotsOfLabels);

pane.getChildren().remove(button);

pane.getChildren().clear();

我们有一个高兴的程序员，他立即了解API，并且在第一次接触JavaFX中的场景图时立即产生了生产力，因此，一个高兴的老板也看到了编程团队的高生产力。

因此，总而言之，通过简单地公开子节点的 List，API可以公开处理 StackPane内容所需的所有功能，而无需在 StackPane类中添加大量方法并以利用每个Java程序员的现有知识。

脚注

实际上，Pane所需要的功能比List中定义的要多:它们需要一种方便的方式来了解列表何时更改(通过添加或删除节点)(因为发生这种情况时 Pane 需要重新计算其布局)。因此，JavaFX团队定义了List的子接口(interface)ObservableList，它具有List的所有功能，并添加了“观察”列表的功能。

JavaFX团队在这里必须认真考虑一件事:List定义的所有功能是否适合于子节点的集合？如果List接口(interface)定义了一些在这里实际上没有意义的方法，那么使用此实现可能是一个坏主意，并且在第一个代码块中建议使用的更为膨胀的API实际上可能是一个更好的选择。