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Tips
《Effective Java, Third Edition》一书英文版已经出版,这本书的第二版想必很多人都读过,号称Java四大名著之一,不过第二版2009年出版,到现在已经将近8年的时间,但随着Java 6,7,8,甚至9的发布,Java语言发生了深刻的变化。
在这里第一时间翻译成中文版。供大家学习分享之用。

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29. 优先考虑泛型

参数化声明并使用JDK提供的泛型类型和方法通常不会太困难。 但编写自己的泛型类型有点困难,但值得努力学习。

考虑条目 7中的简单堆栈实现:

// Object-based collection - a prime candidate for generics
public class Stack {
    private Object[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(Object e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        Object result = elements[--size];
        elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
        return result;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    private void ensureCapacity() {
        if (elements.length == size)
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
    }
}

这个类应该已经被参数化了,但是由于事实并非如此,我们可以对它进行泛型化。 换句话说,我们可以参数化它,而不会损害原始非参数化版本的客户端。 就目前而言,客户端必须强制转换从堆栈中弹出的对象,而这些强制转换可能会在运行时失败。 泛型化类的第一步是在其声明中添加一个或多个类型参数。 在这种情况下,有一个类型参数,表示堆栈的元素类型,这个类型参数的常规名称是E(条目 68)。

下一步是用相应的类型参数替换所有使用的Object类型,然后尝试编译生成的程序:

// Initial attempt to generify Stack - won't compile!
public class Stack<E> {
    private E[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

    public Stack() {
        elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(E e) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public E pop() {
        if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        E result = elements[--size];
        elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
        return result;
    }
    ... // no changes in isEmpty or ensureCapacity
}

你通常会得到至少一个错误或警告,这个类也不例外。 幸运的是,这个类只产生一个错误:

Stack.java:8: generic array creation
        elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
                   ^

如条目 28所述,你不能创建一个不可具体化类型的数组,例如类型E。每当编写一个由数组支持的泛型时,就会出现此问题。 有两种合理的方法来解决它。 第一种解决方案直接规避了对泛型数组创建的禁用:创建一个Object数组并将其转换为泛型数组类型。 现在没有了错误,编译器会发出警告。 这种用法是合法的,但不是(一般)类型安全的:

Stack.java:8: warning: [unchecked] unchecked cast
found: Object[], required: E[]
        elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
                       ^

编译器可能无法证明你的程序是类型安全的,但你可以。 你必须说服自己,不加限制的类型强制转换不会损害程序的类型安全。 有问题的数组(元素)保存在一个私有属性中,永远不会返回给客户端或传递给任何其他方法。 保存在数组中的唯一元素是那些传递给push方法的元素,它们是E类型的,所以未经检查的强制转换不会造成任何伤害。

一旦证明未经检查的强制转换是安全的,请尽可能缩小范围(条目 27)。 在这种情况下,构造方法只包含未经检查的数组创建,所以在整个构造方法中抑制警告是合适的。 通过添加一个注解来执行此操作,Stack可以干净地编译,并且可以在没有显式强制转换或担心ClassCastException异常的情况下使用它:

// The elements array will contain only E instances from push(E).
// This is sufficient to ensure type safety, but the runtime
// type of the array won't be E[]; it will always be Object[]!
@SuppressWarnings("unchecked")
public Stack() {
    elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
}

消除Stack中的泛型数组创建错误的第二种方法是将属性元素的类型从E []更改为Object []。 如果这样做,会得到一个不同的错误:

Stack.java:19: incompatible types
found: Object, required: E
        E result = elements[--size];
                           ^

可以通过将从数组中检索到的元素转换为E来将此错误更改为警告:

Stack.java:19: warning: [unchecked] unchecked cast
found: Object, required: E
        E result = (E) elements[--size];
                               ^

因为E是不可具体化的类型,编译器无法在运行时检查强制转换。 再一次,你可以很容易地向自己证明,不加限制的转换是安全的,所以可以适当地抑制警告。 根据条目 27的建议,我们只在包含未经检查的强制转换的分配上抑制警告,而不是在整个pop方法上:

// Appropriate suppression of unchecked warning
public E pop() {
    if (size == 0)
        throw new EmptyStackException();

    // push requires elements to be of type E, so cast is correct
    @SuppressWarnings("unchecked") E result =
        (E) elements[--size];

    elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
    return result;
}

两种消除泛型数组创建的技术都有其追随者。 第一个更可读:数组被声明为E []类型,清楚地表明它只包含E实例。 它也更简洁:在一个典型的泛型类中,你从代码中的许多点读取数组; 第一种技术只需要一次转换(创建数组的地方),而第二种技术每次读取数组元素都需要单独转换。 因此,第一种技术是优选的并且在实践中更常用。 但是,它确实会造成堆污染(heap pollution)(条目 32):数组的运行时类型与编译时类型不匹配(除非E碰巧是Object)。 这使得一些程序员非常不安,他们选择了第二种技术,尽管在这种情况下堆的污染是无害的。

下面的程序演示了泛型Stack类的使用。 该程序以相反的顺序打印其命令行参数,并将其转换为大写。 对从堆栈弹出的元素调用String的toUpperCase方法不需要显式强制转换,而自动生成的强制转换将保证成功:

// Little program to exercise our generic Stack
public static void main(String[] args) {
    Stack<String> stack = new Stack<>();
    for (String arg : args)
        stack.push(arg);
    while (!stack.isEmpty())
        System.out.println(stack.pop().toUpperCase());
}

上面的例子似乎与条目 28相矛盾,条目 28中鼓励使用列表优先于数组。 在泛型类型中使用列表并不总是可行或可取的。 Java本身生来并不支持列表,所以一些泛型类型(如ArrayList)必须在数组上实现。 其他的泛型类型,比如HashMap,是为了提高性能而实现的。

绝大多数泛型类型就像我们的Stack示例一样,它们的类型参数没有限制:可以创建一个Stack <Object>Stack <int []>Stack <List <String >>或者其他任何对象的Stack引用类型。 请注意,不能创建基本类型的堆栈:尝试创建Stack<int>Stack<double>将导致编译时错误。 这是Java泛型类型系统的一个基本限制。 可以使用基本类型的包装类(条目 61)来解决这个限制。

有一些泛型类型限制了它们类型参数的允许值。 例如,考虑java.util.concurrent.DelayQueue,它的声明如下所示:

class DelayQueue<E extends Delayed> implements BlockingQueue<E>

类型参数列表(<E extends Delayed>)要求实际的类型参数Ejava.util.concurrent.Delayed的子类型。 这使得DelayQueue实现及其客户端可以利用DelayQueue元素上的Delayed方法,而不需要显式的转换或ClassCastException异常的风险。 类型参数E被称为限定类型参数。 请注意,子类型关系被定义为每个类型都是自己的子类型[JLS,4.10],因此创建DelayQueue <Delayed>是合法的。

总之,泛型类型比需要在客户端代码中强制转换的类型更安全,更易于使用。 当你设计新的类型时,确保它们可以在没有这种强制转换的情况下使用。 这通常意味着使类型泛型化。 如果你有任何现有的类型,应该是泛型的但实际上却不是,那么把它们泛型化。 这使这些类型的新用户的使用更容易,而不会破坏现有的客户端(条目 26)。

Effective Java 第三版——29. 优先考虑泛型

标签:调用   system   correct   temp   per   except   语言   程序员   但是   

原文:https://www.cnblogs.com/IcanFixIt/p/8394876.html

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