2006
年
8
月
9
日
星期三
管中窺虎
在學(xué)習(xí)
java 1.5
的過(guò)程中，我使用了
sun
公布的
tutorial
，這份文檔寫(xiě)的比較詳盡易明，但是對(duì)于想快速了解
tiger
而且具有較好
java
基礎(chǔ)的人來(lái)說(shuō)，大篇幅的英文文檔是比較耗時(shí)間和非必需的，所以我將會(huì)歸納這份文檔的主要內(nèi)容，在保證理解的底線上，盡力減少閱讀者需要的時(shí)間。
?
在以下地址可以進(jìn)入各新增語(yǔ)言特色介紹以及下載相關(guān)文檔（若有）。
http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/relnotes/features.html
?
這一篇是接著上文繼續(xù)的，在這里補(bǔ)充說(shuō)明，雖然我希望以雙語(yǔ)寫(xiě)作，但是把英文文檔翻譯過(guò)來(lái)后再翻譯回去，似乎是件好傻的事情。。。所以這些翻譯并精簡(jiǎn)的文章算是個(gè)例外吧。
第一道虎紋：
generic
－泛型
/
類(lèi)屬（二）
泛型方法
假設(shè)我們想把一個(gè)數(shù)組的元素都放到一個(gè)容器類(lèi)里，下面是第一次嘗試：
static
?
void
?fromArrayToCollection(Object[]?a,?Collection?
<
?
?
?
>
?c)?
{?
??
for
?(Object?o?:?a)?
{?
?????????c.add(o);?
//
?compile?time?error?
??}
}
?
現(xiàn)在你應(yīng)該學(xué)會(huì)了不去犯初學(xué)者的錯(cuò)誤，用
Collection
<
Object
>
來(lái)作為參數(shù)，你也許也發(fā)現(xiàn)了用
Collection
<
?
>
也不成，不知道就是不知道，不能放東西進(jìn)去。
好了，主角登場(chǎng)：泛型方法
static
?
<
?T?
>
?
void
?fromArrayToCollection(T[]?a,?Collection?
<
?T?
>
?c)?
{?
??
for
?(T?o?:?a)?
{?
?????????c.add(o);?
//
?correct?
????}
}
?
方法的聲明加入了類(lèi)型參數(shù)，在上面這個(gè)方法里，如果
c
的元素類(lèi)型是
a
的元素類(lèi)型的父類(lèi)，就能成功執(zhí)行方法。下面這些代碼可以幫助你了解一下：
Object[]?oa?
=
?
new
?Object[
100
];?
Collection?
<
?Object?
>
?co?
=
?
new
?ArrayList?
<
?Object?
>
?();?
fromArrayToCollection(oa,?co);?
//
?T?inferred?to?be?Object?
String[]?sa?
=
?
new
?String[
100
];?
Collection?
<
?String?
>
?cs?
=
?
new
?ArrayList?
<
?String?
>
?();?
fromArrayToCollection(sa,?cs);?
//
?T?inferred?to?be?String?
fromArrayToCollection(sa,?co);?
//
?T?inferred?to?be?Object?
Integer[]?ia?
=
?
new
?Integer[
100
];?
Float[]?fa?
=
?
new
?Float[
100
];?
Number[]?na?
=
?
new
?Number[
100
];?
Collection?
<
?Number?
>
?cn?
=
?
new
?ArrayList?
<
?Number?
>
?();?
fromArrayToCollection(ia,?cn);?
//
?T?inferred?to?be?Number?
fromArrayToCollection(fa,?cn);?
//
?T?inferred?to?be?Number?
fromArrayToCollection(na,?cn);?
//
?T?inferred?to?be?Number?
fromArrayToCollection(na,?co);?
//
?T?inferred?to?be?Object?
fromArrayToCollection(na,?cs);?
//
?compile-time?error?
??
注意到我們并沒(méi)有真正的傳入一個(gè)類(lèi)型實(shí)參，而是由編譯器以方法的實(shí)際參數(shù)對(duì)象來(lái)推斷，它推斷出使得這次方法調(diào)用成立的類(lèi)型，并盡可能地特化這個(gè)類(lèi)型。比如說(shuō)如果
T
推斷為
Number
依然成立的時(shí)候，就不會(huì)推斷為
Object
。
現(xiàn)在看來(lái)，泛型方法和通配符有些共通的地方，使得類(lèi)屬有一定的靈活性。那么什么時(shí)候用泛型方法，什么時(shí)候用通配符？看看下面的例子：
以及：
這兩種方式都達(dá)成了同樣的目的，使得方法有了多態(tài)性。然而注意到在每個(gè)方法的聲明中，
T
只出現(xiàn)了一次，這種情況下就應(yīng)該用通配符，通配符的主要目的就是提供彈性的泛化，而多態(tài)方法則用于表達(dá)兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)間的依賴(lài)關(guān)系，你回過(guò)頭去看多態(tài)方法的第一個(gè)例子，是不是這個(gè)情況？如果不存在依賴(lài)關(guān)系需要表達(dá)，就不應(yīng)該用多態(tài)方法，因?yàn)閺目勺x性上來(lái)說(shuō)，通配符更清晰。
?
而且有趣的是，它們并非水火不容，反而可以精妙配合，如下：
這個(gè)合作使得
dest
與
src
的依賴(lài)關(guān)系得以表達(dá)，同時(shí)讓
src
的接納范疇擴(kuò)大了。假如我們只用泛型方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：
那么
S
的存在就顯得有些不必要，有些不優(yōu)雅。總的來(lái)說(shuō)，通配符更簡(jiǎn)潔清晰，只要情況允許就應(yīng)該首選。
?
下面是給幾何圖形家族添加了一個(gè)有記憶功能的繪圖方法，展示了泛型方法的使用，有興趣就看看，略過(guò)也不影響下一步的學(xué)習(xí)。
?
static
?List?
<
?List?
<
?
?
?
extends
?Shape?
>>
?history?
=
?
new
?ArrayList?
<
?List?
<
?
?
?
extends
?Shape?
>>
?();?
???
public
?
void
?drawAll(List?
<
?
?
?
extends
?Shape?
>
?shapes)?
{?
???????????history.addLast(shapes);?
???????for?(Shape?s:?shapes)?{?
???????????s.draw(?this?);?
??????????}?
}
?
??
?
這里又再談?wù)劽?guī)范的事情，用
T
來(lái)表示類(lèi)型（
type
）就是個(gè)很好的選擇，假如已經(jīng)沒(méi)有更多的背景信息的話，而在泛型方法里就是這樣子，我們只是想表達(dá)一個(gè)類(lèi)型。那么如果有多個(gè)參數(shù)出現(xiàn)，那么用
T
的街坊鄰里就不錯(cuò)，
S
啊，什么的。如果方法出現(xiàn)在一個(gè)泛型類(lèi)里，就主要避免類(lèi)的泛型變量和方法的泛型變量同名混淆，同樣的，泛型類(lèi)的嵌套泛型類(lèi)也應(yīng)該注意。
?
和遺老們打交道
很顯然的，這個(gè)星球上存在的
java
代碼里，沒(méi)有引入泛型的還是多數(shù)，它們也不會(huì)一夜走進(jìn)新社會(huì)，怎么把它們轉(zhuǎn)換為泛型的會(huì)在晚些再談及，現(xiàn)在我們談?wù)労退鼈兇蚪坏赖氖虑椤＿@包括兩方面：在引入泛型的代碼里使用老代碼，在老代碼上使用引入了泛型的代碼。
?
首先看看前者，看例子：
public
?
interface
?Part?
{??}
?
public
?
class
?Inventory?
{?
/**?*/
/**
?
*?Adds?a?new?Assembly?to?the?inventory?database.?
*?The?assembly?is?given?the?name?name,?and?consists?of?a?set?
*?parts?specified?by?parts.?All?elements?of?the?collection?parts?
*?must?support?the?Part?interface.?
*
*/
?
public
?
static
?
void
?addAssembly(String?name,?Collection?parts)?
{??}
?
public
?
static
?Assembly?getAssembly(String?name)?
{??}
?
}
?
public
?
interface
?Assembly?
{?
???Collection?getParts();?
//
?Returns?a?collection?of?Parts?
}
?
public
?
class
?Blade?
implements
?Part??
{}
?
public
?
class
?Guillotine?
implements
?Part?
{}
?
public
?
class
?Main?
{?
?public?static?void?main(String[]?args)?{?
???Collection?<?Part?>?c?=?new?ArrayList?<?Part?>?();?
???c.add(new?Guillotine())?;?
???c.add(new?Blade());?
???Inventory.addAssembly(”thingee”,?c);?
???Collection?<?Part?>?k?=?Inventory.getAssembly(”thingee”).getParts();//?琢磨一下這里？?
}?
}
?
上面的代碼有沒(méi)有問(wèn)題？如果前面的內(nèi)容里你沒(méi)打瞌睡，你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)注解處的那個(gè)語(yǔ)句很有問(wèn)題，類(lèi)型不安全問(wèn)題。我們稱(chēng)Collection這種不帶類(lèi)型參數(shù)的使用叫做原始類(lèi)型，編譯器無(wú)法保證這樣子的容器類(lèi)放了什么東西，但是編譯器會(huì)以不那么嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)去要求這個(gè)舊社會(huì)的人，否則，老代碼將完全不能在1.5里使用，編譯器會(huì)發(fā)出一個(gè)unchecked warning，怎么處理由你來(lái)決定。這樣的設(shè)計(jì)是符合實(shí)際的，否則就是和已有代碼徹底決裂。
雖然這樣的調(diào)用會(huì)有錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，但總比你完全不用泛型機(jī)制好，因?yàn)橹辽倌惚ＷC了在你的這一端的類(lèi)型安全，而且總有一天，英特那雄耐爾一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。。。。
J
嚴(yán)肅地回到我們的話題，既然有風(fēng)險(xiǎn)，那么當(dāng)你得到了這樣的警告時(shí)，小心檢查則是目前最好的對(duì)策。
但是，如果你不理會(huì)一個(gè)這樣的警告，而且事實(shí)上你真的犯了一個(gè)類(lèi)型安全的錯(cuò)誤，會(huì)發(fā)生什么呢？
消除與翻譯
?
這個(gè)警告所在的地方確實(shí)是有問(wèn)題的，一個(gè)
Integer
被放入了一個(gè)
List
中，這個(gè)
List
只是原始類(lèi)型，所以編譯器只能給個(gè)警告，但事實(shí)上它又是指向了
ys
指向的對(duì)象，一個(gè)只放
String
的
List
，在最后一句里，會(huì)發(fā)生什么事情？實(shí)際運(yùn)行起來(lái)，這段代碼就等同于：
它們會(huì)得到同樣的錯(cuò)誤：一個(gè)
ClassCastException
。
為什么呢？因?yàn)榉盒驮?/font>
java
編譯器里是以一種稱(chēng)為“消除”的前端轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的，你幾乎，我說(shuō)幾乎，可以認(rèn)為是一種代碼到代碼的翻譯，象上面這樣，把帶泛型的版本翻譯成不帶泛型的版本，接下來(lái)，當(dāng)代碼的執(zhí)行交到
JVM
的手里時(shí)，它可不管你是哪朝代的人，有錯(cuò)就是有錯(cuò)，類(lèi)型安全的基本政策不動(dòng)搖，即使你手里拽著
unchecked warnings
的證明。
基本上，消除機(jī)制就是把類(lèi)型信息都扔掉了，
List<String>
變成了
List
，上限通常都變成了
Object
，而且，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的代碼不符合泛型里的類(lèi)型限制時(shí)，就添加一個(gè)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，就是上例中那個(gè)
String
的轉(zhuǎn)換會(huì)出現(xiàn)的原因。
消除機(jī)制的細(xì)節(jié)不是這里討論的內(nèi)容，這里簡(jiǎn)單的讓你了解一些需要了解的情況而已。
?
?
假如你的代碼更新為：
而調(diào)用這個(gè)代碼的老客戶代碼是：
public
?
class
?Blade?
implements
?Part??
{?
}
?
public
?
class
?Guillotine?
implements
?Part?
{?
}
?
public
?
class
?Main?
{?
public
?
static
?
void
?main(String[]?args)?
{?
???Collection?c?
=
?
new
?ArrayList();?
???c.add(
new
?Guillotine())?;?
???c.add(
new
?Blade());?
???Inventory.addAssembly(”thingee”,?c);?
//
?1:?unchecked?warning?
???Collection?k?
=
?Inventory.getAssembly(”thingee”).getParts();?
}
?
?
也就是在老代碼里調(diào)用泛型化了的代碼。
如注解
1
所示，會(huì)有警告出現(xiàn)，原因你也已經(jīng)了解了。你可以在編譯時(shí)選擇用
1.4
的環(huán)境，那么就不會(huì)有警告出現(xiàn)，但同樣你也失去了
1.5
帶來(lái)的各種新特色了。
?
這一篇到此為止，下一篇將看看一些還需要補(bǔ)充說(shuō)明的地方，但并不意味著內(nèi)容會(huì)很簡(jiǎn)單。
?
posted on 2006-08-09 17:45
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