Что не может быть обобщенным java
Обобщения классов (Generics)
В языке Java можно описывать классы без привязки к конкретному типу данных. Например, мы собираемся записать класс Point для представления точки на плоскости с координатами x, y. И здесь перед программистом сразу встает вопрос: какой тип данных определить у этих координат? Если в будущем предполагаются только целочисленные величины x, y, то наверное, подойдет тип int. Если же будут использоваться вещественные значения, то тип float или double. Конечно, можно взять тип double и хранить с его помощью и целочисленные и вещественные значения. Но это не лучший путь, так как вещественная арифметика выполняется заметно дольше целочисленной. И для целочисленных координат лучше использовать именно целочисленный тип. Для разрешения такой ситуации в Java и была введена возможность создавать классы с обобщенными типами.
В нашем примере с классом Point его обобщенное описание можно объявить следующим образом:
Смотрите, здесь после имени класса в угловых скобках стоит буква T – это имя обобщенного типа. На момент записи класса мы пока не знаем что будет подставлено вместо T. Здесь может быть и тип Integer и тип Double и тип String и любой другой тип языка Java (кроме примитивных: int, float, double и т.п). После этого поля x, y будут соответствовать этому типу данных. Но когда этот тип становится определенным? В момент создания экземпляра класса Point. То есть, в методе main() мы должны теперь указывать не только имя класса, но и в угловых скобках тип данных, например:
И, затем, использовать целочисленные координаты:
Если потом потребуется создать объект класса Point с вещественными полями, то достаточно будет выполнить конструкцию:
Причем ссылка ptD будет иметь уже другой тип, чем ссылка pt. И, например, вот такая строчка приведет к ошибке:
В итоге объекты Point и Point это, фактически, разные объекты с разными типами данных, но построенные по одному шаблону класса Point. В этом и заключается смысл обобщения.
У вас может возникнуть вопрос: а почему в качестве обобщенного типа используется буква T? Можно ли вместо нее записать другую букву или слово? Да, можно. Например, вот такое объявление класса Point будет аналогично предыдущему:
Но, в практике программирования принято записывать просто одну букву T.
Начиная с версии JDK7 после оператора new и имени класса можно записывать только угловые скобки без указания типа(ов), например, так:
Это несколько более удобная запись и ее часто можно встретить в текстах программ.
Давайте теперь добавим в класс Point конструктор. Он будет выглядеть так:
Смотрите, здесь мы также указываем обобщенный тип T у его аргументов. Соответственно, когда будут создаваться объекты этого класса, вместо T будет подставляться соответствующий тип:
По аналогии можно добавить методы, которые возвращали бы координаты точки:
Но вернуть сразу массив координат не получится, следующие строчки приведут к ошибке:
Дело в том, что Java запрещает создавать массив на основе обобщенного типа. Программа просто не может быть скомпилирована в байт-код, так как нельзя реализовать универсально оператор new с неким обобщенным типом. Но как же тогда быть, если нам нужно реализовать подобную операцию? Очень просто. Вспомним, что все классы на вершине иерархии имеют класс Object. Именно его можно указать в качестве общего типа:
И, затем, в методе main вызвать этот метод, например, так:
Так можно выйти из этой ситуации. И глядя на эти строчки, может возникнуть мысль: а зачем вообще придумали эти обобщения, когда мы могли бы использовать класс Object в качестве общего типа данных? Да, так тоже можно делать, но это менее удобно. Во-первых, нам пришлось бы постоянно выполнять приведение типов. И, во-вторых, не было бы контроля соответствия типов данных, который предоставляют обобщения. Благодаря этому в программе с обобщениями программист совершает меньше ошибок, чем с типом данных Object.
Класс с двумя обобщенными типами
Я думаю, общая идея использования обобщений понятна. Давайте сделаем следующий шажок и посмотрим как можно объявлять класс с двумя обобщенными типами. Чтобы не усложнять нашу реализацию, в класс Point добавим еще одно поле с именем id и типом V:
Как видите, все достаточно очевидно. Мы через запятую в угловых скобках указали еще один тип V и используем его для определения поля id. Также у нас имеется метод getId(), который возвращает это поле. Теперь, при создании объектов этого класса, нам нужно указывать два типа:
В первом случае мы используем целочисленный тип для id, а во втором – строковый. Соответственно, ниже полю id присваиваем 1, а для второго объекта – строку «point_1». По аналогии можно записывать множество разных обобщенных типов при определении класса.
Итак, на этом занятии мы сделали введение в обобщения (Generics) классов. На последующих продолжим эту тему и увидим, как делаются ограничения на обобщенные типы данных, создаются обобщенные интерфейсы и методы, как работают обобщения в механизме наследования.
Видео по теме
#11 Концепция объектно-ориентированного программирования (ООП)
#12 Классы и создание объектов классов
#13 Конструкторы, ключевое слово this, инициализаторы
#14 Методы класса, сеттеры и геттеры, public, private, protected
#15 Пакеты, модификаторы конструкторов и классов
#16 Ключевые слова static и final
#17 Внутренние и вложенные классы
#18 Как делается наследование классов
#19 Ключевое слово super, оператор instanceof
#20 Модификаторы private и protected, переопределение методов, полиморфизм
#21 Абстрактные классы и методы
#24 Анонимные внутренние классы
#25 Перечисления (enum)
#26 Обобщения классов (Generics)
#27 Ограничения типов, метасимвольные аргументы, обобщенные методы и конструкторы
#28 Обобщенные интерфейсы, наследование обобщенных классов
© 2021 Частичное или полное копирование информации с данного сайта для распространения на других ресурсах, в том числе и бумажных, строго запрещено. Все тексты и изображения являются собственностью сайта
BestProg
Java. Обобщения (шаблоны). Параметризованные типы. Обобщенные классы
Содержание
Поиск на других ресурсах:
1. Что такое «обобщение» (шаблон) в языке Java? Что такое параметризованный тип? Особенности применения обобщений
Обобщение – это механизм построения программного кода для некоторого типа с произвольным именем с целью его дальнейшего конвертирования (преобразования) в другой конкретный ссылочный тип. Реализацию конвертирования из обобщенного типа в другой (конкретный) осуществляет компилятор.
2. Преимущества применения обобщений
Использование обобщений в языке Java дает следующие преимущества:
3. Общая форма объявления обобщенного класса и объявление ссылки на обобщенный класс
Чаще всего обобщенный класс оперирует с одним типом. В этом случае общая форма класса имеет вид:
Общая форма объявления ссылки на обобщенный класс следующая
Например, если в программе объявить класс, который получает параметром тип T
то в этом классе можно реализовывать переменные и методы, которые имеют тип T
После объявления, использование вышеприведенного класса для типа Integer будет следующим
В вышеприведенном объявлении тип Integer есть аргументом типа.
Создание экземпляра класса для типа Double следующее
Подобным образом обобщенный класс SomeClass может использоваться для любых других типов.
4. Какие типы запрещается использовать в обобщенных классах в качестве параметризованных типов?
То есть, если задан класс
то объявить экземпляр типа int или другого базового типа не удастся
5. Пример обобщенного класса, который реализует метод поиска элемента в двумерной матрице
Метод SearchKey() получает следующие параметры:
6. Пример реализации метода, который осуществляет циклический сдвиг в массиве обобщенного типа Type
Результат работы программы
7. Пример класса, который получает два параметризованных типа
Что не может быть обобщенным java
Обобщения или generics (обобщенные типы и методы) позволяют нам уйти от жесткого определения используемых типов. Рассмотрим проблему, в которой они нам могут понадобиться.
Допустим, мы определяем класс для представления банковского счета. К примеру, он мог бы выглядеть следующим образом:
И на первый взгляд мы можем решить данную проблему следующим образом: задать id как поле типа Object, который является универсальным и базовым суперклассом для всех остальных типов:
Проблема может показаться искуственной, так как в данном случае мы видим, что в конструктор передается строка, поэтому мы вряд ли будем пытаться преобразовывать ее к типу int. Однако в процессе разработки мы можем не знать, какой именно тип представляет значение в id, и при попытке получить число в данном случае мы столкнемся с исключением java.lang.ClassCastException.
Писать для каждого отдельного типа свою версию класса Account тоже не является хорошим решением, так как в этом случае мы вынуждены повторяться.
Эти проблемы были призваны устранить обобщения или generics. Обобщения позволяют не указывать конкретный тип, который будет использоваться. Поэтому определим класс Account как обобщенный:
После объявления класса мы можем применить универсальный параметр T : так далее в классе объявляется переменная этого типа, которой затем присваивается значение в конструкторе.
Используем данный класс:
Например, первый объект будет использовать тип String, то есть вместо T будет подставляться String:
В этом случае в качестве первого параметра в конструктор передается строка.
А второй объект использует тип int (Integer):
Обобщенные интерфейсы
Интерфейсы, как и классы, также могут быть обобщенными. Создадим обобщенный интерфейс Accountable и используем его в программе:
При реализации подобного интерфейса есть две стратегии. В данном случае реализована первая стратегия, когда при реализации для универсального параметра интерфейса задается конкретный тип, как например, в данном случае это тип String. Тогда класс, реализующий интерфейс, жестко привязан к этому типу.
Вторая стратегия представляет определение обобщенного класса, который также использует тот же универсальный параметр:
Обобщенные методы
Кроме обобщенных типов можно также создавать обобщенные методы, которые точно также будут использовать универсальные параметры. Например:
Особенностью обобщенного метода является использование универсального параметра в объявлении метода после всех модификаторов и перед типом возвращаемого значения.
Затем внутри метода все значения типа T будут представлять данный универсальный параметр.
При вызове подобного метода перед его именем в угловых скобках указывается, какой тип будет передаваться на место универсального параметра:
Использование нескольких универсальных параметров
Мы можем также задать сразу несколько универсальных параметров:
Обобщенные конструкторы
Конструкторы как и методы также могут быть обобщенными. В этом случае перед конструктором также указываются в угловых скобках универсальные параметры:
В данном случае конструктор принимает параметр id, который представляет тип T. В конструкторе его значение превращается в строку и сохраняется в локальную переменную.
Обобщения (Generic)
Рассмотрим пример с обобщением.
В результате мы получим:
Изучим код. Мы объявили класс в следующей форме:
Далее тип T используется для объявления объекта по имени ob:
Вместо T подставится реальный тип, который будет указан при создании объекта класса Gen. Объект ob будет объектом типа, переданного в параметре типа T. Если в параметре T передать тип String, то экземпляр ob будет иметь тип String.
Рассмотрим конструктор Gen().
Параметр o имеет тип T. Это значит, что реальный тип параметра o определяется типом, переданным параметром типа T при создании объекта класса Gen.
Параметр типа T также может быть использован для указания типа возвращаемого значения метода:
Как использовать обобщённый класс. Можно создать версию класса Gen для целых чисел:
В угловых скобках указан тип Integer, т.е. это аргумент типа, который передаётся в параметре типа T класса Gen. Фактически мы создаём версию класса Gen, в которой все ссылки на тип T становятся ссылками на тип Integer.
Когда мы присваиваем ссылку на экземпляр, то угловые скобки также требуется указывать.
Полная версия записи может быть такой:
Но такая запись избыточна, так как можно использовать автоматическую упаковку значения 77 в нужный формат.
Аналогично, можно было бы использовать вариант без автоупаковки для получения значения:
Обобщения работают только с объектами. Поэтому нельзя использовать в качестве параметра элементарные типы вроде int или char:
Использование обобщений автоматически гарантирует безопасность типов во всех операциях, где они задействованы. Это очень мощный механизм, широко используемый в Java.
Обобщённый класс с двумя параметрами
Можно указать два и более параметров типа через запятую.
Обобщённые методы
Никто не запрещает создавать и методы с параметрами и возвращаемыми значениями в виде обобщений.
Шаблоны аргументов
Шаблон аргументов указывается символом ? и представляет собой неизвестный тип.
По сути, вопрос заменяет Object и мы можем использовать любой класс, который в любом случае будет происходить от Object.
Мы можем ограничить диапазон объектов, указав суперкласс.
Пример обобщённого метода
Переменная типа вводится после модификаторов и перед возвращаемым типом.
Отдельно стоит упомянуть новинку JDK 7, позволяющую сократить код.
Во второй строке используются только угловые скобки, без указания типов.
Помните, что нельзя создать экземпляр типа параметра.
Под Android вам часто придётся использовать списочный массив, который использует обобщещние.
В Java 7, которую можно использовать в проектах для KitKat и выше, существует укороченная запись, когда справа не указывается тип (см. выше). Компилятор сам догадается по левой части выражения.
На протяжении всей истории развития языка Java, он претерпевал изменения. Иногда изменения носили косметический характер, иногда это было просто исправление уязвимостей, а иногда переход на новую версию языка знаменовал поистине значительные, а в некоторых случаях и революционные изменения, одним из таких изменений стали обобщения (generics). Обобщения в Java были представлены в версии 5.0 это было результатом реализации самых первых требований к спецификации Java, которые были сформулированы еще в 1999 году. Они позволили создавать более безопасный и легче читаемый код, который не перегружен переменными типа Object и приведением классов. Вы вероятно уже сталкивались с обобщениями в своих программах сами того не осознавая:
В качестве обобщенного типа в данном случае выступает тип String, который указан в треугольных скобках. Начиная с версии Java 7 SE, обобщенный тип можно опускать в объявлении конструктора класса:
Выше мы упоминали про причины появления обобщений в Java, давайте теперь рассмотрим их более подробно на примере:
Мало того, что нам приходится использовать приведение типов, без него код просто не скомпилируется:
Так еще нам это не помогло – во время выполнения программы было сгенерировано исключение ClassCastException (переменные с типом StringBuilder нельзя привести к переменным с типом String). Конечно, можно было бы заставить код работать так как нам нужно, добавить дополнительные проверки, комментарии для других программистов и т.д. и выводить в консоль элементы списка, но можно сделать все гораздо проще:
Код не скомпилируется, но это не так уж и плохо, на этот раз мы четко видим в чем ошибка. Пришло время ее устранить и немного изменить код:
Обобщенные классы.
Обобщенный класс – это класс с одной или более переменной типа. Для того, чтобы класс стал обобщенным достаточно указать тип обобщения в угловых скобках после названия класса: