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Java泛型編程指南

 WindySky 2007-02-09
此系列文章譯自SUN的泛型編程指南, 看不懂譯文的請看原文
  http://java./j2se/1.5/pdf/generics-tutorial.pdf
  一,、緒言
  JDK1.5對JAVA語言進(jìn)行了做了幾個(gè)擴(kuò)展,,其中一個(gè)就是泛型,。
  本指南旨在介紹泛型。如果你熟悉其它語言的構(gòu)造類似的東西,,特別是C++的模
  板(template),,你會很快發(fā)現(xiàn)它們之間的相同點(diǎn)及重要的不同點(diǎn);如果你在其他
  地方?jīng)]看到過類似的東西,,那反而更好,,那樣你就可以開始全新的學(xué)習(xí),用不著去忘
  掉那些(對JAVA泛型)容易產(chǎn)生誤解的東西,。
  泛型允許你對類型進(jìn)行抽象,。最常見的例子是容器類型,比如那些在Collection
  層次下的類型,。
  下面是那類例子的典型用法:
  List myIntList = new LinkedList();//1
  myIntList.add(new Integer(0));//2
  Integer x = (Integer) myIntList.iterator().next();//3
  第3行里的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換有點(diǎn)煩人,,程序通常都知道一個(gè)特定的鏈表(list)里
  存放的是何種類型的數(shù)據(jù),但卻一定要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換,。編譯器只能保證迭代器返回的
  是一個(gè)對象,,要保證對Integer類型變量的賦值是類型安全的話,必須進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換,。
  類型轉(zhuǎn)換不但會引起程序的混亂,,還可能會導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤,因?yàn)槌绦騿T可能會
  犯錯(cuò)誤,。
  如果程序員可以如實(shí)地表達(dá)他們的意圖,,即標(biāo)記一個(gè)只能包含特定數(shù)據(jù)類型的鏈
  表,那會怎么樣呢,?這就是泛型背后的核心思想,。下面是前面代碼的泛型寫法:
  List<Integer> myIntList = new LinkedList<Integer>();//1‘
  myIntList.add(new Integer(0));//2‘
  Integer x = myIntList.iterator().next();//3‘
  請注意變量myIntList的類型聲明,它指明了這不僅僅是一個(gè)任意的List,還
  是一個(gè)Integer類型的List,,寫作List<Integer>,。我們說List是一個(gè)接受類型(在
  這個(gè)例子是Integer)參數(shù)的泛華的接口,在創(chuàng)建鏈表對象的時(shí)候,,我們也指定了一個(gè)
  類型參數(shù),。
  另外要注意的是在第3‘行的類型轉(zhuǎn)換已經(jīng)不見了。
  現(xiàn)在你可能會想,,我們所做的全部都是為了把混亂消除,。我們沒有在第3行把類
  型轉(zhuǎn)換為Integer,而是在第1‘行加了Integer類型參數(shù),;非也非也,,這里面差別很
  大,編譯器現(xiàn)在能夠在編譯期間檢測程序的類型正確性,。當(dāng)我們把myIntList聲明為
  類型List<Integer>的后,,就意味著變量myIntList在何時(shí)何地的使用都是正確的,
  編譯器保證了這一點(diǎn),。相反,,類型轉(zhuǎn)換只是告訴我們程序員認(rèn)為它在程序的某個(gè)地方
  是正確的。
  實(shí)際的結(jié)果是,,程序(特別是大型的程序)的可讀性和健壯性得到了提高,。
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   二,、定義簡單的泛型
  下面是java.util包里的List和Iterator接口定義的一個(gè)小小的引用:
  public interface List<E>{
  void add(E x);
  Iterator<E> iterator();
  }
  public interface Iterator<E>{
  E next();
  boolean hasNext();
  }
  除了尖括號里的東西,,這里所有的都應(yīng)該很熟悉了。那是List和Iterator接口
  的規(guī)范類型參數(shù)的聲明,。
  類型參數(shù)可以用在任何的泛型聲明中,,就像使用普通的類型一樣(雖然有一些很
  重要的限制;看第7部分),。
  在緒言中,,我們看到了List泛型聲明的調(diào)用,比如List<Integer>,。在調(diào)用里面
 ?。ㄍǔ7Q為參數(shù)化類型),所有出現(xiàn)規(guī)范類型參數(shù)(這里是E)的全部都用實(shí)際的類型
  參數(shù)(這里是Integer)所代替,。
  你可以想象成List<Integer>代表所有E都用Integer代替了的List:
  public interface IntegerList{
  void add(Integer x)
  Iterator<Integer> iterator();
  }
  這種想法是有所幫助的,,但也會造成誤解。
  它是有所幫助的,,是因?yàn)閰?shù)化類型List<integer>有看起來像這種擴(kuò)展的方法,。
  它會造成誤解,,是因?yàn)榉盒偷穆暶鲗?shí)際上不會像那樣去擴(kuò)展;在源代碼中,、二進(jìn)制
  文件中,、硬盤和內(nèi)在里,都沒有代碼的多個(gè)拷貝,。如果你是一個(gè)C++程序員,你會明白
  這跟C++的模板(template)很不同,。
  泛型聲明是一次編譯,,永遠(yuǎn)使用,它會變成一個(gè)單獨(dú)的class文件,,就像一個(gè)普通
  的類或接口聲明,。
  類型參數(shù)跟用在方法或構(gòu)造函數(shù)里的普通的參數(shù)類似,就像一個(gè)方法具有描述它運(yùn)
  算用到的值的類型的規(guī)范值參一樣,,泛化聲明具有規(guī)范類型參數(shù),。當(dāng)一個(gè)方法被調(diào)用的
  時(shí)候,實(shí)際的參數(shù)將會被規(guī)范參數(shù)所代替而對方法求值,。當(dāng)一個(gè)泛化聲明被調(diào)用的時(shí)候,,
  實(shí)際類型參數(shù)將會代替規(guī)范類型參數(shù)。
  命名慣例要注意的一個(gè)地方,。我們建議你用一些簡煉(如果可以的話只用一個(gè)字
  符)但卻映眼的名字作為規(guī)范類型參數(shù)名,。在那些名字中最后避免小寫字母,這樣可
  以很容易把規(guī)范類型參數(shù)和普通的類或接口區(qū)分開來,。就像前面的例子一樣,,很多容
  器類型使用E。我們將會在后面的例子里看到其他的慣例,。
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   三、泛型和子類化
  http://xoj.
  我們來測試一下對泛型的理解,,下面的代碼是否正確呢,?
  List<String> ls = new ArrayList<String>();//1
  List<Object> lo = ls;//2
  第1行肯定是正確的,問題的難點(diǎn)在于第2行,;這樣就歸結(jié)為這個(gè)問題:一個(gè)字符
  串(String)鏈表(List)是不是一個(gè)對象鏈表,?大部分人的直覺是:“肯定了!”
  那好,,看一下下面這兩行:
  lo.add(new Object());//3
  String s = ls.get(0);//4:企圖把一個(gè)對象賦值給字符串,!
  在這里我們把ls和lo搞混淆了。我們通過別名lo來訪問字符串鏈表ls,,插入不
  確定對象,;結(jié)果就是ls不再存儲字符串,,當(dāng)我們嘗試從里面取出數(shù)據(jù)的時(shí)候就會出錯(cuò)。
  Java編譯器當(dāng)然不允許這樣的事情發(fā)生了,,所以第2行肯定會編譯出錯(cuò),。
  一般來說,如果Foo是Bar的子類型(子類或子接口),,而G又是某個(gè)泛型聲明的
  話,,G<Foo>并不是G<Bar>的子類型。這可能是學(xué)習(xí)泛型的時(shí)候最難的地方,,因?yàn)樗?br>  與我們的深層直覺相違背,。
  直覺出錯(cuò)的問題在于它把集合里的東西假想為不會改變的,我們的本能把這些東
  西看作是不變的,。
  舉個(gè)例子,,假設(shè)汽車公司為人口調(diào)查局提供一份駕駛員的列表,這看上去挺合理,。
  假設(shè)Driver是Person的一個(gè)子類,,則我們認(rèn)為List<Driver>是一個(gè)List<Person>。
  而實(shí)際上提交的是一份駕駛員登記表的一個(gè)副本,。否則的話,,人口調(diào)查局將可以駕駛員
  的人加入到那份列表中去,汽車公司的紀(jì)錄受到破壞。
  為了解決這類問題,我們需要考慮一些更靈活的泛型,,到現(xiàn)在為止碰到的規(guī)則太
  受約束了,。
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   四、通配符
  http://xoj.
  考慮一下寫一個(gè)程序來打印一個(gè)集合對象(collection)里的所有元素。
  在舊版的語言里面,你可以會像下面那樣寫:
  void printCollection(Collection c){
  Iterator i = c.iterator();
  for (k = 0; k < c.size(); k++){
  System.out.println(i.next());
  }
  }
  下面嘗試著用泛型(和新的for循環(huán)語法)來寫:
  void printCollection(Collection<Object> c){
  for (Object e : c) {
  System.out.println(e);
  }
  }
  這樣的問題是新版本的代碼還沒舊版本的代碼好用,。就像我們剛示范的一樣,
  Collection<Object>并不是所有類型的集合的父類型,,所以它只能接受Collection<Object>
  對象,,而舊版的代碼卻可以把任何類型的集合對象作為參數(shù)來調(diào)用。
  那么,,什么才是所有集合類型的父類型呢,?這個(gè)東西寫作Collection<?>(讀
  作“未知集合”),就是元素類型可以為任何類型的集合,。這就是它為什么被稱為“通
  配符類型”的原因,。我們可以這樣寫:
  void printCollection(Collection<?> c){
  for (Object e : c) {
  System.out.println(e);
  }
  }
  現(xiàn)在,我們就可以以任何類型的集合對象作為參數(shù)來調(diào)用了,。注意,,在printCollection()
  方法里面,,我們?nèi)匀豢梢詮腸對象中讀取元素并賦予Object類型;因?yàn)闊o論集合里
  實(shí)際包含了什么類型,,它肯定是對象,,所以是類型安全的。但對它插入任意的對象
  的話則是不安全的:
  Collection<?> c = new ArrayList<String>();
  c.add(new Object());//編譯錯(cuò)誤
  由于我們并不知道c的元素類型是什么,,因此我們不能對其插入對象,。add()方法
  接受類型E,即集合的元素類型的參數(shù),。當(dāng)實(shí)際的類型參數(shù)是?的時(shí)候,,就代表是某未
  知類型。任何傳遞給add方法的參數(shù),,其類型必須是該未知類型的子類型。因?yàn)槲覀儾?br>  不知道那是什么類型,,所以我們傳遞不了任何參數(shù),。唯一的例外就是null,因?yàn)樗侨?br>  何(對象)類型的成員,。
  另外,,假設(shè)有一個(gè)List<?>,我們可以調(diào)用get()方法并使用其返回結(jié)果,。結(jié)果
  類型是一個(gè)未知類型,,但我們都知道它是一個(gè)對象。因此把get()方法的返回結(jié)果賦
  值給對象類型,,或者把它作為一個(gè)對象參數(shù)傳遞都是類型安全的,。
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   四,、1-有界通配符
  http://xoj.
  考慮一個(gè)簡單的畫圖程序,,它可以畫長方形和圓等形狀。為了表示這些形狀,,
  你可能會定義這樣的一個(gè)類層次結(jié)構(gòu):
  public abstract class Shape{
  public abstract void draw(Canvas c);
  }
  public class Circle extends Shape{
  private int x, y, radius;
  public void draw(Canvas c) { ... }
  public class Rectangle extends Shape {
  private int x, y, width, height;
  public void draw(Canvas c) { ... }
  }
  這些類可以在canvas上描畫:
  public class Canvas {
  public void draw(Shape s) {
  s.draw(this);
  }
  }
  任何的描畫通常都包括有幾種形狀,,假設(shè)它們用一個(gè)鏈表來表示,那么如果在
  Canvas里面有一個(gè)方法來畫出所有的形狀的話,,那將會很方便:
  public void drawAll(List<Shape> shapes) {
  for (Shape s: shapes) {
  s.draw(this);
  }
  }
  但是現(xiàn)在,,類型的規(guī)則說drawAll()方法只能對確切的Shape類型鏈表調(diào)用,
  比如,,它不能對List<Circle>類型調(diào)用該方法,。那真是不幸,因?yàn)檫@個(gè)方法所要
  做的就是從鏈表中讀取形狀對象,,從而對List<Circle>類型對象進(jìn)行調(diào)用,。我們
  真正所想的是要讓這個(gè)方法能夠接受一個(gè)任何形狀的類型鏈表:
  public void drawAll(List<? extends Shape> shapes) { ... }
  這里有一個(gè)很小但很重要的不同點(diǎn):我們把類型List<Shape>替換為List<? extends Shape>,。
  現(xiàn)在drawAll()方法可以接受任何Shape子類的鏈表,我們就可以如愿的對List<Circle>
  調(diào)用進(jìn)行啦,。
  List<? extends Shape>是一個(gè)有界通配符的例子,。? 表示一個(gè)未知類型,
  就像我們之前所看到的通配符一樣,。但是,,我們知道在這個(gè)例子里面這個(gè)未知類型
  實(shí)際是Shape的子類型(注:它可以是Shape本身,或者是它的子類,,無須在字面上
  表明它是繼承Shape類的),。我們說Shape是通配符的“上界”。
  如往常一樣,,使用通配符帶來的靈活性得要付出一定的代價(jià),;代碼就是現(xiàn)在在
  方法里面不能對Shape對象插入元素。例如,,下面的寫法是不允許的:
  public void addRectangle(List<? extends Shape> shapes) {
  shapes.add(0, new Rectangle()); //編譯錯(cuò)誤
  }
  你應(yīng)該可以指出為什么上面的代碼是不允許的,。shapes.add()方法的第二個(gè)
  參數(shù)的類型是 ? 繼承Shape,也就是一個(gè)未知的Shape的子類型,。既然我們不知道
  類型是什么,,那么我們就不知道它是否是Rectangle的父類型了;它可能是也可能
  不是一個(gè)父類型,,因此在那里傳遞一個(gè)Rectangle的對象是不安全的,。
  有界通配符正是需要用來處理汽車公司給人口調(diào)查局提交數(shù)據(jù)的例子方法。在
  我們的例子里面,,我們假設(shè)數(shù)據(jù)表示為姓名(用字符串表示)對人(表示為引用類
  型,,比如Person或它的子類型Driver等)的映射。Map<K, V>是有兩個(gè)類型參數(shù)的
  一個(gè)泛型的例子,,表示鍵值映射,。
  請?jiān)僖淮巫⒁庖?guī)范類型參數(shù)的命名慣例:K表示鍵,V表示值,。
  public class Census {
  public static void
  addRegistry(Map<String, ? extends Person> registry){ ... }
  }
  ...
  Map<String, Driver> allDrivers = ...;
  Census.addRegistry(allDrivers);
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   五、泛型方法
  http://xoj.
  考慮寫這樣一個(gè)方法,,它接收一個(gè)數(shù)組和一個(gè)集合(collection)作為參數(shù),,
  并把數(shù)組里的所有對象放到集合里面。
  先試試這樣:
  static void fromArrayToCollection(Object[] a, Collection<?> c){
  for (Object o : a){
  c.add(o);//編譯錯(cuò)誤
  }
  }
  到現(xiàn)在,,你應(yīng)該學(xué)會了避免把Collection<Object>作為集合參數(shù)的類型這種初學(xué)
  者的錯(cuò)誤,;你可能或可能沒看出使用Collection<?>也是不行的,回想一下,,你是不能
  把對象硬塞進(jìn)一個(gè)未知類型的集合里面的,。
  解決這類問題的方法是使用泛型方法,。就像類型聲明一樣,方法也可以聲明為泛型
  的,,就是說,,用一個(gè)或多個(gè)類型參數(shù)作為參數(shù)。
  static <T> void fromArrayToCollection(T[]a, Collection<T> c){
  for (T o : a){
  c.add(o);//正確
  }
  }
  對于集合元素的類型是數(shù)組類型的父類型,,我們就可以調(diào)用這個(gè)方法,。
  Object[] oa = new Object[100];
  Collection<Object> co = new ArrayList<Object>();
  fromArrayToCollection(oa, co);// T是對象類型
  String[] sa = new String[100];
  Collection<String> cs = new ArrayList<String>();
  fromArrayToCollection(sa, cs);// T是字符串類型(String)
  fromArrayToCollection(sa, co);// T對象類型
  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是Number類型
  fromArrayToCollection(fa, cn);// T是Number類型
  fromArrayToCollection(na, cn);// T是Number類型
  fromArrayToCollection(na, co);// T是Number類型
  fromArrayToCollection(na, cs);// 編譯錯(cuò)誤
  請注意,我們并沒有把實(shí)際的類型實(shí)參傳遞給泛型方法,,因?yàn)榫幾g器會根據(jù)
  實(shí)參的類型為我們推斷出類型實(shí)參,。一般地,編譯器推斷得到可以正確調(diào)用的最
  接近的(the most specific)實(shí)參類型,。
  現(xiàn)在有一個(gè)問題:我應(yīng)該什么時(shí)候使用泛型方法,,什么時(shí)候使用通配符類型
  呢?為了明白這個(gè)問題的答案,,我們來看看Collection庫里的幾個(gè)方法:
  interface Collection<E>{
  public boolean containsAll(Collection<?> c);
  public boolean addAll(Collection<? extends E> c);
  }
  在這里我們也可以用泛型方法:
  interface Collection<E>{
  public <T> boolean containsAll(Collection<T> c);
  public <? extends E>boolean addAll(Collection<T> c);
  //哈哈,,類型變量也可以有界!
  }
  但是,,類型參數(shù)T在containsAll和addAll兩個(gè)方法里面都只是用了一次。返
  回類型并不依賴于類型參數(shù)或其他傳遞給該方法的實(shí)參(這種是只有一個(gè)實(shí)參的簡單
  情況),。這就告訴我們類型實(shí)參是用于多態(tài)的,,它的作用只是對不同的調(diào)用可以有一
  系列的實(shí)際的實(shí)參類型。如果是那樣的話,,就應(yīng)該使用通配符,,通配符就是設(shè)計(jì)來支
  持靈活的子類型的,這也是我們這里所要表述的東西,。
  泛型方法允許類型參數(shù)用于表述一個(gè)或多個(gè)的實(shí)參類型對方法或及其返回類型的
  依賴關(guān)系,。如果沒有那樣的一個(gè)依賴關(guān)系的話,泛型方法就不應(yīng)用使用,。
  也有可能是一前一后一起使用泛型方法和通配符的情況,,下面是Collections.copy()
  方法:
  class Collections {
  public static <T> void copy(List<T> dest, list< ? extends T> src) {...}
  }
  請注意這里兩個(gè)參數(shù)類型的依賴關(guān)系,任何要從源鏈表src復(fù)制過來的對象都必
  須是對目標(biāo)鏈表dst元素可賦值的,;所以我們可以不管src的元素類型是什么,,只要
  它是T類型的子類型。copy方法的方法頭表示了使用一個(gè)類型參數(shù),,但是用通配符來
  作為第二個(gè)參數(shù)的元素類型的依賴關(guān)系,。
  我們是可以用另外一種不用通配符來寫這個(gè)方法頭的辦法。
  class Collections {
  public static <T, S extends T>
  vod copy(List<T> dest, List<S> src) { ...}
  }
  沒問題,,但是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)類型參數(shù)用作dst的類型和批二個(gè)類型參數(shù)S的上界的
  時(shí)候,,S它本身在src類型里只能使用一次,,沒有其他的東西依賴于它。這就意味
  著我們可以用一個(gè)通配符來代替S了,。使用通配符比聲明顯式的類型參數(shù)要來得清
  晰和簡單,,因此在可能的話都優(yōu)先使用通配符。
  當(dāng)通配符用于方法頭外部,,作為成員變量,、局部變量和數(shù)組的類型的時(shí)候,同
  樣也有優(yōu)勢,。請看下面的例子,。
  看回我們之前畫圖的那個(gè)問題,現(xiàn)在我們想要保留一份畫圖請求的歷史記錄,。
  我們可以這樣來維護(hù)這份歷史記錄,,在Shape類里用一個(gè)靜態(tài)的變量表示歷史記錄,
  然后在drawAll()方法里面把傳遞的實(shí)參儲存到那歷史記錄變量里頭,。
  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);
  }
  }
  最后,,我們再次留意一下使用類型參數(shù)的命名慣例。當(dāng)沒有更精確的類型來
  區(qū)分的時(shí)候,,我們用T來表示類型,,這是通常是在泛型方法里面的情況。如果有多
  個(gè)類型參數(shù),,我們可以用在字母表中與T相鄰的字母來表示,,比如S。如果一個(gè)泛
  型方法出現(xiàn)在一個(gè)泛型類里面,,一個(gè)好的方法就是,,應(yīng)該避免對方法和類使用相
  同的類型參數(shù)以免發(fā)生混淆。這在嵌套泛型類里也一樣,。
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   六、與遺留代碼的交互
  到現(xiàn)在為止,,我們所有的例子都是在一個(gè)假想的理想世界里面的,,就是所有的
  人都在使用Java語言支持泛型的最新版本。
  唉,,不過在現(xiàn)實(shí)中情況卻不是那樣,。千百萬行的代碼都是用早期版本的語言
  來編寫的,不可能把它們?nèi)吭谝灰怪g就轉(zhuǎn)換過來,。
  在后面的第10部分,,我們將會解決把遺留代碼轉(zhuǎn)為用泛型這個(gè)問題。在這部分
  我們要看的是比較簡單的問題:遺留代碼與泛型代碼如何交互?這個(gè)問題分為兩個(gè)
  部分:在泛型代碼中使用遺留代碼和在遺留代碼中使用泛型代碼,。
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   六-1 在泛型代碼中使用遺留代碼
  [url=http://xoj.][url]
  當(dāng)你在享受在代碼中使用泛型帶來的好處的時(shí)候,你怎么樣使用遺留代碼呢,?
  假設(shè)這樣一個(gè)例子,,你要使用com.Foodlibar.widgets這個(gè)包。Fooblibar.com
  的人要銷售一個(gè)庫存控制系統(tǒng),,主要部分如下:
  package com.Fooblibar.widgets;
  public interface Part { ... }
  public class Inventory {
  /**
  *Adds a new Assembly to the inventory databse.
  *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
  }
  現(xiàn)在,,你可以用上面的API來增加新的代碼,,它可以很好的保證你調(diào)用參數(shù)恰當(dāng)
  的addAssembly()方法,,就是說傳遞的集合是一個(gè)Part類型的Collection對象,當(dāng)
  然,,泛型是最適合做這個(gè):
  package com.mycompany.inventory;
  import com.Fooblibar.widgets.*;
  public class Blade implements Part{
  ...
  }
  public class Guillotine implements Part {
  }
  public class Main {
  public static void main(Sring[] 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();
  }
  }
  當(dāng)我們調(diào)用addAssembly方法的時(shí)候,,它想要的第二個(gè)參數(shù)是Collection類型的,
  實(shí)參是Collection<Part>類型,,但卻可以,,為什么呢?畢竟,,大多數(shù)集合存儲的都不是
  Part對象,,所以總的來說,編譯器不會知道Collection存儲的是什么類型的集合,。
  在正規(guī)的泛型代碼里面,,Collection都帶有類型參數(shù)。當(dāng)一個(gè)像Collection這樣
  的泛型不帶類型參數(shù)使用的時(shí)候,,稱之為原生類型,。
  很多人的第一直覺是Collection就是指Collection<Object>,,但從我們先前所
  看到的可以知道,,當(dāng)需要的對象是Collection<Object>,,而傳遞的卻是Collection<Part>
  對象的時(shí)候,,是類型不安全的,。確切點(diǎn)的說法是Collection類型表示一個(gè)未知類型的
  集合,,就像Collection<?>,。
  稍等一下,那樣做也是不正確的,!考慮一下調(diào)用getParts()方法,,它返回一個(gè)
  Collection對象,然后賦值給k,,而k是Collection<Part>類型的;如果調(diào)用的結(jié)果
  是返回一個(gè)Collection<?>的對象,,這個(gè)賦值可能是錯(cuò)誤的,。
  事實(shí)上,這個(gè)賦值是允許的,,只是它會產(chǎn)生一個(gè)未檢測警告,。警告是需要的,因?yàn)?br>  編譯器不能保證賦值的正確性,。我們沒有辦法通過檢測遺留代碼中的getAssembly()方法
  來保證返回的集合的確是一個(gè)類型參數(shù)是Part的集合,。程序里面的類型是Collection,
  我們可以合法的對此集合插入任何對象,。
  所以,,這不應(yīng)該是錯(cuò)誤的嗎?理論上來說,,答案是:是,;但實(shí)際上如果是泛型代碼
  調(diào)用遺留代碼的話,這又是允許的,。對這個(gè)賦值是否可接受,,得取決于程序員自己,在
  這個(gè)例子中賦值是安全的,,因?yàn)間etAssembly()方法約定是返回以Part作為類型參數(shù)的
  集合,盡管在類型標(biāo)記中沒有表明,。
  所以原生類型很像通配符類型,,但它們沒有那么嚴(yán)格的類型檢測。這是有意設(shè)計(jì)成
  這樣的,,從而可以允許泛型代碼可以與之前已有的遺留代碼交互,。
  在泛型代碼中調(diào)用遺留代碼固然是危險(xiǎn)的,一旦把泛型代碼和非泛型代碼混合在一
  起,,泛型系統(tǒng)所提供的全部安全保證就都變得無效了,。但這仍比根本不使用泛型要好,
  最起碼你知道你的代碼是一致的,。
  泛型代碼出現(xiàn)的今天,,仍然有很多非泛型代碼,二者混合同時(shí)使用是不可避免的。
  如果一定要把遺留代碼與泛型代碼混合使用,,請小心留意那些未檢測警告,。仔細(xì)的
  想想如何才能判定引發(fā)警告的代碼是安全的。
  如果仍然出錯(cuò),,代碼引發(fā)的警告實(shí)際不是類型安全的,,那又怎么樣呢?我們會看
  那樣的情況,,接下來,,我們將會部分的觀察編譯器的工作方式。
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   六-2 擦除和翻譯
  public String loophole(Integer x){
  List<String> ys = new LinkedList<String>();
  List xs = ys;
  xs.add(x);//編譯時(shí)未檢測警告
  return ys.iterator().next();
  }
  在這里我們定義了一個(gè)字符串類型的鏈表和一個(gè)一般的老式鏈表,,我們先插入
  一個(gè)Integer對象,然后試圖取出一個(gè)String對象,,很明顯這是錯(cuò)誤的,。如果我們
  忽略警告繼續(xù)執(zhí)行代碼的話,程序?qū)谖覀兪褂缅e(cuò)誤類型的地方出錯(cuò),。在運(yùn)行時(shí),,
  代碼執(zhí)行大致如下:
  public String loophole(Integer x) {
  List ys = new LinkedList;
  List xs = ys;
  xs.add(x);
  return (String)ys.iterator().next();//運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)
  }
  當(dāng)我們要從鏈表中取出一個(gè)元素,并把它當(dāng)作是一個(gè)字符串對象而把它轉(zhuǎn)換為
  String類型的時(shí)候,,我們將會得到一個(gè)ClassCastException類型轉(zhuǎn)換異常,。在
  泛型版本的loophole()方法里面發(fā)生的就是這種情況。
  出現(xiàn)這種情況的原因是,,Java的泛型是通過一個(gè)前臺轉(zhuǎn)換“擦除”的編譯器實(shí)現(xiàn)
  的,,你基本上可以認(rèn)為它是一個(gè)源碼對源碼的翻譯,這就是為何泛型版的loophole()
  方法轉(zhuǎn)變?yōu)榉欠盒桶姹镜脑颉?br>  結(jié)果是,,Java虛擬機(jī)的類型安全性和完整性永遠(yuǎn)不會有問題,,就算出現(xiàn)未檢測
  的警告。
  基本上,,擦除會除去所有的泛型信息,。尖括號里面的所有類型信息都會去掉,比
  如,,參數(shù)化類型的List<String>會轉(zhuǎn)換為List,。類型變量在之后使用時(shí)會被類型
  變量的上界(通常是Object)所替換,。當(dāng)最后代碼不是類型正確的時(shí)候,,就會加入
  一個(gè)適當(dāng)?shù)念愋娃D(zhuǎn)換,就像loophole()方法的最后一行,。
  對“擦除”的完整描述不是本指南的范圍內(nèi)的內(nèi)容,,但前面我們所給的簡單描述
  也差不多是那樣了。了解這點(diǎn)很有好處,特別是當(dāng)你想做諸如把現(xiàn)有API轉(zhuǎn)為使用
  泛型(請看第10部分)這樣復(fù)雜的東西,,或者是想知道為什么它們會那樣的時(shí)候,。
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   六-3 在遺留代碼中使用泛型
  現(xiàn)在我們來看看相反的情況,。假設(shè)Fooblibar.com把他們的API轉(zhuǎn)換為泛型的,,
  但有些客戶還沒有轉(zhuǎn)換。代碼就會像下面的:
  package com.Fooblibar.widgets;
  public interface Part { ... }
  publlic 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<Part> parts) {...}
  public static Assembly getAssembly(String name){ ... }
  }
  public interface Assembly {
  Collection<Part> getParts();//Return a collection of Parts
  }
  客戶代碼如下:
  package com.mycompany.inventory;
  import com.Fooblibar.widgets.*;
  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();
  }
  }
  客戶代碼是在引進(jìn)泛型之前寫下的,,但是它使用了com.Fooblibar.widgets包和集
  合庫,,兩個(gè)現(xiàn)在都是在用泛型的。在客戶代碼里面使用的泛型全部都是原生類型,。
  第1行產(chǎn)生一個(gè)未檢測警告,,因?yàn)榘岩粋€(gè)原生Collection傳遞給了一個(gè)需要Part類型的
  Collection的地方,編譯器不能保證原生的Collection是一個(gè)Part類型的Collection,。
  不這樣做的話,,你也可以在編譯客戶代碼的時(shí)候使用source 1.4這個(gè)標(biāo)記來保證不
  會產(chǎn)生警告。但是這樣的話你就不能使用所有JDK 1.5引入的新的語言特性,。
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   七、晦澀難懂的部分
  七-1 泛型類為所有調(diào)用所共享
  下面的代碼段會打印出什么呢,?
  List<String> l1 = new ArrayList<String>();
  List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
  System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass());
  你可能會說是false,,但是你錯(cuò)了,打印的是true,,因?yàn)樗蟹盒皖惖膶?shí)例它們
  的運(yùn)行時(shí)的類(run-time class)都是一樣的,,不管它們實(shí)際類型參數(shù)如何。
  泛型類之所以為泛型的,,是因?yàn)樗鼘λ锌赡艿念愋蛥?shù)都有相同的行為,,相同
  的類可以看作是有很多不同的類型。
  結(jié)果就是,,一個(gè)類的靜態(tài)的變量和方法也共享于所有的實(shí)例中,,這就是為什么不
  允許在靜態(tài)方法或初始化部分、或者在靜態(tài)變量的聲明或初始化中引用類型參數(shù),。
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   七-2 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換和instanceof
  泛型類在它所有的實(shí)例****享,就意味著判斷一個(gè)實(shí)例是否是一個(gè)特別調(diào)用的泛
  型的實(shí)例是毫無意義的:
  Collection cs = new ArrayList<String>();
  if (cs instanceof Collection<String>) {...}//非法
  類似地,,像這樣的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換:
  Collection<String> cstr = (Collection<String>) cs;//未檢測警告
  給出了一個(gè)未檢測的警告,,因?yàn)檫@里系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)并不會檢測。
  對于類型變量也一樣:
  <T> T BadCast(T t, Object o) {
  return (T) o;//未檢測警告
  }
  類型變量不存在于運(yùn)行時(shí),,這就是說它們對時(shí)間或空間的性能不會造成影響,。
  但也因此而不能通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換可靠地使用它們了,。
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   七-3 數(shù)組
  數(shù)組對象的組件類型可能不是一個(gè)類型變量或一個(gè)參數(shù)化類型,,除非它是一個(gè)
 ?。o界的)通配符類型。你可以聲明元素類型是類型變量和參數(shù)華類型的數(shù)組類型,,
  但元素類型不能是數(shù)組對象,。
  這自然有點(diǎn)郁悶,但這個(gè)限制對避免下面的情況是必要的:
  List<Strign>[] lsa = new List<String>[10];//實(shí)際上是不允許的
  Object o = lsa;
  Object[] oa = (Object[]) o;
  List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
  li.add(new Integer(8));
  oa[1] = li;//不合理,,但可以通過運(yùn)行時(shí)的賦值檢測
  String s = lsa[1].get(0);//運(yùn)行時(shí)出錯(cuò):ClassCastException異常
  如果參數(shù)化類型的數(shù)組允許的話,,那么上面的例子編譯時(shí)就不會有未檢測的警告,
  但在運(yùn)行時(shí)出錯(cuò),。對于泛型編程,,我們的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是類型安全,而特別的是這個(gè)
  語言的設(shè)計(jì)保證了如果使用了javac -source 1.5來編譯整個(gè)程序而沒有未檢測的
  警告的話,,它是類型安全的,。
  但是你仍然會使用通配符數(shù)組,這與上面的代碼相比有兩個(gè)變化,。首先是不使用
  數(shù)組對象或元素類型被參數(shù)化的數(shù)組類型,,這樣我們就需要在從數(shù)組中取出一個(gè)字符
  串的時(shí)候進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換:
  List<?>[] lsa = new List<?>[10];//沒問題,無界通配符類型數(shù)組
  Object o = lsa;
  Object[] oa = (Object[]) o;
  List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
  li.add(new Integer(3));
  oa[1] = li;//正確
  String s = (String) lsa[1].get(0);//運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤,,顯式強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
  第二個(gè)變化是,,我們不創(chuàng)建元素類型被參數(shù)化的數(shù)組對象,但仍然使用參數(shù)化元素
  類型的數(shù)組類型,,這是允許的,,但引起現(xiàn)未檢測警告。這樣的程序?qū)嶋H上是不安全的,,
  甚至最終會出錯(cuò),。
  List<String>[] lsa = new List<?>[10];//未檢測警告-這是不安全的!
  Object o = lsa;
  Object[] oa = (Object[]) o;
  List<Integer> li = new ArrayList<integer>();
  li.add(new Integer(3));
  oa[1]=li;//正確
  String s = lsa[1].get(0);//運(yùn)行出錯(cuò),,但之前已經(jīng)被警告
  類似地,,想創(chuàng)建一個(gè)元素類型是類型變量的數(shù)組對象的話,將會編譯出錯(cuò),。
  <T> T[] makeArray(T t){
  return new T[100];//錯(cuò)誤
  }
  因?yàn)轭愋妥兞坎⒉淮嬖谟谶\(yùn)行時(shí),,所以沒有辦法知道實(shí)際的數(shù)組類型是什么。
  要突破這類限制,,我們可以用第8部分說到的用類名作為運(yùn)行時(shí)標(biāo)記的方法,。
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   八,、 把類名作為運(yùn)行時(shí)的類型標(biāo)記
  JDK1.5中的一個(gè)變化是java.lang.Class是泛化的,,一個(gè)有趣的例子是對
  容器外的東西使用泛型。
  現(xiàn)在Class類有一個(gè)類型參數(shù)T,,你可能會問,,T代表什么啊,?它就代表Class
  對象所表示的類型,。
  比如,String.class的類型是Class<String>,,Serializable.class的
  類型是Class<Serializable>,,這可以提高你的反射代碼中的類型安全性。
  特別地,,由于現(xiàn)在Class類中的newInstance()方法返回一個(gè)T對象,,因此
  在通過反射創(chuàng)建對象的時(shí)候可以得到更精確的類型。
  其中一個(gè)方法就是顯式傳入一個(gè)factory對象,,代碼如下:
  interface Factory<T> {T make();}
  public <T> Collection<T> select(Factory<T> factory, String statement){
  Collection<T> result = new ArrayList<T>();
  //用JDBC運(yùn)行SQL查詢
  for(/*遍歷JDBC結(jié)果*/){
  T item = factory.make();
  /*通過SQL結(jié)果用反射和設(shè)置數(shù)據(jù)項(xiàng)*/
  result.add(item);
  }
  return result;
  }
  你可以這樣調(diào)用:
  select(new Factory<EmpInfo>(){ public EmpInfo make() {
  return new EmpInfo();
  }}
  , "selection string");
  或者聲明一個(gè)EmpInfoFactory類來支持Factory接口:
  class EmpInfoFactory implements Factory<EmpInfo>{
  ...
  public EmpInfo make() { return new EmpInfo();}
  }
  然后這樣調(diào)用:
  select(getMyEmpInfoFactory(), "selection string");
  這種解決辦法需要下面的其中之一:
  · 在調(diào)用的地方使用詳細(xì)的匿名工廠類(verbose anonymous factory classes),,或者
  · 為每個(gè)使用的類型聲明一個(gè)工廠類,并把工廠實(shí)例傳遞給調(diào)用的地方,,這樣有點(diǎn)不自然,。
  使用類名作為一個(gè)工廠對象是非常自然的事,這樣的話還可以為反射所用?,F(xiàn)在
  沒有泛型的代碼可能寫作如下:
  Collection emps = sqlUtility.select(EmpInfo.class, "select * from emps");
  ...
  public static Collection select(Class c, String sqlStatement) {
  Collection result = new ArrayList();
  /*用JDBC執(zhí)行SQL查詢*/
  for(/*遍歷JDBC產(chǎn)生的結(jié)果*/){
  Object item = c.newInstance();
  /*通過SQL結(jié)果用反射和設(shè)置數(shù)據(jù)項(xiàng)*/
  result.add(item);
  }
  return result;
  }
  但是,,這樣并不能得到我們所希望的更精確的集合類型,現(xiàn)在Class是泛化的,,
  我們可以這樣寫:
  Collection<EmpInfo> emps =
  sqlUtility.select(EmpInfo.class, "select * from emps");
  ...
  public static <T> Collection<T> select(Class<T> c, String sqlStatement) {
  Collection<T> result = new ArrayList<T>();
  /*用JDBC執(zhí)行SQL查詢*/
  for(/*遍歷JDBC產(chǎn)生的結(jié)果*/){
  T item = c.newInstance();
  /*通過SQL結(jié)果用反射和設(shè)置數(shù)據(jù)項(xiàng)*/
  result.add(item);
  }
  return result;
  }
  這樣就通過類型安全的方法來得到了精確的集合類型了,。
  這種使用類名作為運(yùn)行時(shí)類型標(biāo)記的技術(shù)是一個(gè)很有用的技巧,是需要知道的,。
  在處理注釋的新的API中也有很多類似的情況,。
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   九 通配符的其他作用
 ?。╩ore fun with wildcards,,不知道如何譯才比較妥當(dāng),呵呵,。)
  在這部分,,我們將會仔細(xì)看看通配符的幾個(gè)較為深入的用途。我們已經(jīng)從幾個(gè)
  有界通配符的例子中看到,,它對從某一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中讀取數(shù)據(jù)是很有用的?,F(xiàn)在來看
  看相反的情況,只對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行寫操作,。
  下面的Sink接口就是這類情況的一個(gè)簡單的例子:
  interface Sink<T> {
  flush(T t);
  }
  我們可以想象在下面的示范的例子中使用它,,writeAll()方法用于把coll集合
  里的所有元素填充(flush)到Sink接口變量snk中,,并返回最后一個(gè)填充的元素。
  public static <T> T writeAll(Collection<T> coll, Sink<T> snk){
  T last;
  for (T t: coll){
  last = t;
  snk.flush(last);
  }
  return last;
  }
  ...
  Sink<Object> s;
  Collection<String> cs;
  String str = writeAll(cs, s);//非法調(diào)用
  如注釋所注,,這里對writeAll()方法的調(diào)用是非法的,,因?yàn)闊o有效的類型參數(shù)
  可以引用;String和Object都不適合作為T的類型,,因?yàn)镃ollection和Sink的元素
  必須是相同類型的,。
  我們可以通過使用通配符來改寫writeAll()的方法頭來處理,如下:
  public static <T> T writeAll(Collection<? extends T>, Sink<T>) {...}
  ...
  String str = writeAll(cs, s);//調(diào)用沒問題,,但返回類型錯(cuò)誤
  現(xiàn)在調(diào)用是合法的了,,但由于T的類型跟元素類型是Object的s一樣,因?yàn)榉祷氐?br>  類型也是Object,,因此賦值是不正確的,。
  解決辦法是使用我們之前從未見過的一種有界通配符形式:帶下界的通配符。
  語法 ? super T 表示了是未知的T的父類型,,這與我們之前所使用的有界
 ?。ǜ割愋停夯蛘逿類型本身,要記住的是,,你類型關(guān)系是自反的)
  通配符是對偶有界通配符,,即用 ? extends T 表示未知的T的子類型。
  public static<T> T writeAll(Collection<T> coll, Sink<? super T> snk) {...}
  ...
  String str = writeAll(cs, s);//正確,!
  使用這個(gè)語法的調(diào)用是合法的,,指向的類型是所期望的String類型。
  現(xiàn)在我們來看一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)的例子,,java.util.TreeSet<E>表示元素類型
  是E的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里的元素是有序的,,創(chuàng)建一個(gè)TreeSet對象的一個(gè)方法是使用參數(shù)
  是Comparator對象的構(gòu)造函數(shù),Comparator對象用于對TreeSet對象里的元素進(jìn)行
  所期望的排序進(jìn)行分類,。
  TreeSet(Comparator<E> c)
  Comparator接口是必要的:
  interface Comparator<T> {
  int compare(T fst, T snd);
  }
  假設(shè)我們想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)TreeSet<String>對象,,并傳入一下合適的Comparator
  對象,我們傳遞的Comparator是能夠比較字符串的,。我們可以用Comparator<String>,,
  但Comparator<Object>也是可以的。但是,,我們不能對Comparator<Object>對象
  調(diào)用上面所給的構(gòu)造函數(shù),,我們可以用一個(gè)下界通配符來得到我們想要的靈活性:
  TreeSet(Comparator<? super E> c)
  這樣就可以使用適合的Comparator對象啦。
  最后一個(gè)下界通配符的例子,,我們來看看Collections.max()方法,,這個(gè)方法
  返回作為參數(shù)傳遞的Collection對象中最大的元素。
  現(xiàn)在,,為了max()方法能正常運(yùn)行,,傳遞的Collection對象中的所有元素都必
  須是實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的,,還有就是,它們之間必須是可比較的,。
  先試一下泛化方法頭的寫法:
  public static <T extends Comparable<T>>
  T max(Collection<T> coll)
  那樣,,方法就接受一個(gè)自身可比較的(comparable)某個(gè)T類型的Collection
  對象,并返回T類型的一個(gè)元素,。這樣顯得太束縛了,。
  來看看為什么,,假設(shè)一個(gè)類型可以與合意的對象進(jìn)行比較:
  class Foo implements Comparable<Object> {...}
  ...
  Collection<Foo> cf = ...;
  Collectins.max(cf);//應(yīng)該可以正常運(yùn)行
  cf里的每個(gè)對象都可以和cf里的任意其他元素進(jìn)行比較,,因?yàn)槊總€(gè)元素都是Foo
  的對象,而Foo對象可以與任意的對象進(jìn)行比較,,特別是同是Foo對象的,。但是,使用
  上面的方法頭,,我們會發(fā)現(xiàn)這樣的調(diào)用是不被接受的,,指向的類型必須是Foo,但Foo
  并沒有實(shí)現(xiàn)Comparable<Foo>,。
  T對于自身的可比性不是必須的,,需要的是T與其父類型是可比的,就像下面:
 ?。▽?shí)際的Collections.max()方法頭在后面的第10部分將會講得更多)
  public static <T extends Comparable<? super T>>
  T max(Collection<T> coll)
  這樣推理出來的結(jié)果基本上適用于想用Comparable來用于任意類型的用法:
  就是你想這樣用Comparable<? super T>,。
  總的來說,如果你有一個(gè)只能一個(gè)T類型參數(shù)作為實(shí)參的API的話,,你就應(yīng)該用
  下界通配符類型(? suer T),;相反,如果API只返回T對象,,你就應(yīng)該用上界通
  配符類型(? extends T),,以使得你的客戶的代碼有更大的靈活性。

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