Effective java 摘選條目分享 2 - 泛型

2015/03/31 讀書會分享
Effective Java
摘選條目分享 2
- 泛型
Kane

大綱
泛型 Generic
緣由
特性
泛型方法
Bounded Wildcard Type & PECS
顯式、隱藏
異構

沒有泛型的日子
List list = new ArrayList();
list.add(“string”);
list.add(new Foo());
String item1 = (String) list.get(0);
Foo item2 = (Foo) list.get(1);
依賴於程式設計師之間的約定
容易出錯

泛型來了
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add(“string1”);
list.add(new Foo()); // compile error
String item1 = list.get(0);
Foo item2 = list.get(1); // compile error
由 compiler 保證類型安全（type-safe）

特質
compile time 時消除類型資訊
(E[]) list.toArray(); // warning: unchecked type
不可變 invariant
List<Number> list = ...
list.add(new Integer(10)); // compile error

泛型方法
public static <T> boolean isNull(T[] array) {
return (array == null);
}
isNull(new String[1]);
isNull(new Foo[2]);
T: type
E: collection
K, V: map
?: wildcard (any)

Example for Bounded Wildcard Type
Example:
class Stack {
public Stack();
public void push(E e);
public E pop();
public boolean isEmpty();
}
想要新增 pushAll() 及 popAll()

pushAll() impl.
public void pushAll(Iterable<E> src) {
for (E e : src)
push(e);
}

放不進去
for (E e : src)
push(e);
}
Stack<Number> stack = …
Iterable<Integer> integers = …
stack.pushAll(integers); // compile error

用 extends 限制參數類型
for (E e : src)
push(e);
}
public void pushAll(Iterable<? extends E> src)
Iterable<Integer> integers = …
stack.pushAll(integers); // compile error

popAll() impl.
public void popAll(Collection<E> dst) {
while (!isEmpty())
dst.add(pop());
}

還是放不進去
while (!isEmpty())
dst.add(pop());
}
Collection<Object> objects = …
stack.popAll(objects); // compile error

用 super 限制參數類型
while (!isEmpty())
dst.add(pop());
}
public void pushAll(Collection<? super E> dst)
Collection<Object> objects = …
stack.popAll(objects); // compile error

規則：PECS
producer-extends
public void pushAll(Iterable<? extends E> src)
consumer-super
public void popAll(Collection<? super E> dst)
src 提供元素：生產者
dst 獲取元素：消費者

PECS：幫你解決轉換的困擾
public static <T extends Comparable<T>> T max(List<T> list) {
public static <T extends Comparable<? super T>> T max(List<? extends T> list)
max() 裡面用到：
1. Iterator<T> i = list.iterator();
2. t.compareTo(result)
list 提供元素，是生產者
t 獲取元素進行比較，是消費者

顯式的類型參數
public static <E> Set<E> union(Set<? extends E> s1, Set<? extends E> s2)
Set<Integer> integers = …
Set<Double> doubles = …
Set<Number> numbers = union(integers, doubles); // compile error
Set<Number> numbers = Union.<Number>union(integers, doubles);
static method, 所以放 class name

隱藏類型參數 1/3
public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j)
public static void swap(List<?> list, int i, int j)
Which one is better?

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
list.set(i, list.set(j, list.get(i))); // compile error
}
List<?>
compiler 完全不知道裡面放什麼類型

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
swapHelper(list, i, j);
}
// for wildcard capture
private static <E> void swapHelper(List<E> list, int i, int j) {
list.set(i, list.set(j, list.get(i)));
}

異構容器 (heterogeneous container)
Type Token 概念，以 type 為 key 存取值
public class Favorite {
public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance);
public <T> T getFavorite(Class<T> type);
}
fav.put(String.class, “XD”);
fav.put(Integer.class, 20);
fav.get(String.class); “XD”

實作範例 - 利用動態 cast
public class Favorite {
private Map<Class<?>, Object> favorites = new HashMap<Class<?>, Object>();
public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
// check type null
favorites.put(type, type.cast(instance));
}
public <T> T getFavorite(Class<T> type) {
return type.cast(favorites.get(type));
}
}
若 client 誤用，可拋出ClassCastException
拿出來是 Object 類型，但回傳值要求 T 類型

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