Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- java:generics [2017/02/07 14:37]
gthanos [Interfaces ως παραμετρικοί τύποι δεδομένων]
+++ java:generics [2020/03/10 09:44]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-====== Παραμετρικοί τύποι δεδομένων (Generics) ======
-Ένας //generic// (γενικός) τύπος δεδομένων είναι ένας τύπος δεδομένων ο οποίος μπορεί να λαμβάνει ως παραμέτρους άλλους τύπους δεδομένων. Γενικότερα όταν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε κλάσεις που μπορούν να αποθηκεύσουν αντικείμενα οποιασδήποτε κλάσης (π.χ. για αν δημιουργήσουμε μία διασυνδεδεμένη λίστα) τότε θα πρέπει τις κλάσεις αυτές να τις κάνουμε τόσο γενικές ώστε να μπορούν να λαμβάνουν ως όρισμα οποιονδήποτε τύπο δεδομένων. Η υιοθέτηση γενικών κλάσεων έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να αποθηκεύσει οποιαδήποτε κλάση, όμως απαιτεί αρκετά type-casts και ενέχει κινδύνους ως προς την ορθή διαχείριση των δεδομένων από τους προγραμματιστές.
-Δείτε το παρακάτω παράδειγμα της κλάσης Box, η οποία θέλουμε να μπορεί να αποθηκεύσει οποιονδήποτε τύπο δεδομένων.
-<code java Box.java>
-public class Box {
-  private Object object;
-  public void set(Object object) { this.object = object; }
-  public Object get() { return object; }
-}
-</code>
-Στο παραπάνω παράδειγμα επειδή όλες οι κλάσεις στη Java κληρονομούν την κλάση Object, μπορείτε να περάσετε ως όρισμα στις μεθόδους της συγκεκριμένης κλάσης οποιοδήποτε τύπο δεδομένων. Δείτε το παρακάτω παράδειγμα κώδικα που χρησιμοποιεί την κλάση Box.
-<code java BoxUsage.java>
-public class BoxUsage {
-   public static void main(String args[]) {
-     Box b = new Box();
-     Integer n = new Integer(5);
-     b.set(n);
-     String s = (String)b.get();
-   }
-}
-</code>
-Ο παραπάνω κώδικας αφού μεταγλωττιστεί και επιχειρήσουμε να το τρέξουμε παράγει το παρακάτω exception καθώς επιχειρούμε να αναθέσουμε μία μεταβλητή τύπου String ένα αντικείμενο τύπου Integer.
-<code>
-Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
-        at BoxUsage.main(BoxUsage.java:7)
-</code>
-Παρατηρήστε επίσης, ότι στην τελευταία γραμμή είμαστε υποχρεωμένοι να κάνουμε cast την επιστρεφόμενη τιμή της μεθόδου get() από Object σε String. Προκειμένου να αποφύγουμε τα παραπάνω προβλήματα και να είμαστε σίγουροι ότι ο κώδικας που γράφουμε δεν περιέχει λάθη στη χρήση τύπων δεδομένων η Java εισάγει τους παραμετρικούς τύπους δεδομένων, γνωστούς ως Generics. Η κλάση Box με χρήση Generics θα μπορούσε να γραφεί ως εξής:
-<code java Box.java>
-/**
- * Generic version of the Box class.
- * @param <T> the type of the value being boxed
- */
-public class Box<T> {
-  // T stands for "Type"
-  private T t;
-  public void set(T t) { this.t = t; }
-  public T get() { return t; }
-}
-</code>
-Η παραπάνω δήλωση της κλάσης //Box// σημαίνει ότι κατά τον ορισμό αντικειμένων της κλάσης αυτά θα πρέπει να προσδιορίζεται ανάμεσα στους χαρακτήρες '<', ΄>' ένας επιπλέον reference τύπος δεδομένων, δηλ μπορούμε να γράψουμε
-<code java>
-Box<String> b1 = new Box<String>();
-Box<Integer> b2  = new Box<Integer>();
-Box<Student> b3 = new Box<Student>(); // όπου Student μία κλάση που έχουμε κατασκευάσει.
-</code>
-Ο τύπος δεδομένων που χρησιμοποιούμε ανάμεσα στους χαρακτήρες '<', ΄>' είναι ο τύπος δεδομένων που επιτρέπεται να αποθηκευθεί στην κλάση //Box// κάθε φορά.
-===== Ονοματολογία παραμέτρων =====
-  * E - Element (χρησιμοποείται στο Java Collections Framework)
-  * K - Key
-  * N - Number
-  * T - Type
-  * V - Value
-  * S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th types
-===== Δημιουργία και χρήση αντικειμένων ενός παραμετρικού τύπου δεδομένων =====
-<code java>
-Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
-</code>
-Εναλλακτικά μπορείτε να γράψετε
-<code java>
-Box<Integer> integerBox = new Box<>();
-</code>
-Εδώ ο compiler αντιλαμβάνεται ότι δημιουργείται μία μεταβλητή τύπου ''Box<Integer>'' και δημιουργεί ένα αντικείμενο αυτού του τύπου
-**Προσοχή:** το παραπάνω δεν είναι ίδιο με το παρακάτω.
-<code java>
-Box<Integer> integerBox = new Box();
-</code>
-Στο τελευταίο ο compiler θα εκδώσει το παρακάτω warning.
-<code>
-Note: BoxUsage.java uses unchecked or unsafe operations.
-Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.
-</code>
-===== Interfaces ως παραμετρικοί τύποι δεδομένων =====
-Εκτός από κλάσεις μπορούμε να ορίσουμε και διεπαφές ως παραμετρικούς τύπους. Το interface Stack που ορίζεται παρακάτω είναι ένα παράδειγμα παραμετρικού interface το οποίο προδιαγράφει τη λειτουργία της στοίβας.
-<code java Stack.java>
-interface Stack <T> {
-  public int size();
-  public boolean isEmpty();
-  public void push(T obj);
-  public T pop();
-  public T top();
-}
-</code>
-Το interface δηλώνει ότι η στοίβα λαμβάνει ως όρισμα ένα τύπο δεδομένων που αντιστοιχεί στα αντικείμενα που αποθηκεύονται σε αυτή.
-Άλλο παράδειγμα παραμετρικού interface είναι το [[https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Comparable.html|java.lang.Comparable]] το οποίο δηλώνει τη μέθοδο [[http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Comparable.html#compareTo(T)|int compareTo(T o)]] με την οποία συγκρίνονται δύο αντικείμενα του ιδίου τύπου. Η μέθοδος compareTo χρησιμοποιείται από αλγορίθμους ταξινόμησης, αλλά και από δομές δεδομένων που αποθηκεύουν τα δεδομένα ταξινομημένα. Η παράμετρος Τ δηλώνει τον τύπο δεδομένων των δύο αντικειμένων που θα συγκριθούν.
-<code java>
-interface Comparable<T> {
-  int compareTo(T o)
-}
-</code>
-===== Παραμετρικοί τύποι δεδομένων με πολλές παραμέτρους =====
-Δείτε το παρακάτω παράδειγμα, όπου αντί για μία παράμετρο έχουμε δύο.
-<code java Pair.java>
-public interface Pair<K, V> {
-    public K getKey();
-    public V getValue();
-    public void setKey(K key);
-    public void setValue(V value);
-}
-</code>
-<code java OrderedPair.java>
-public class OrderedPair<K, V> implements Pair<K,V> {
-    private K key;
-    private V value;
-    public OrderedPair(K key, V value) {
-        this.key = key;
-        this.value = value;
-    }
-    public void setKey(K key) { this.key = key; }
-    public void setValue(V value) { this.value = value; }
-    public K getKey()   { return key; }
-    public V getValue() { return value; }
-}
-</code>
-Με βάση τον παραπάνω κώδικα μπορείτε να δημιουργήσετε αντικείμενα επιμέρους τύπων ως εξής:
-<code java OrderedPairUsage.java>
-public class OrderedPairUsage {
-  public static void main(String args[]) {
-    Pair<String, Integer> p1 = new OrderedPair<String, Integer>("Even", 8);
-    Pair<String, String>  p2 = new OrderedPair<String, String>("hello", "world");
-    OrderedPair<String, Box<Integer>> p = new OrderedPair<>("primes", new Box<Integer>());
-    // the following is not allowed
-    Pair<String, Integer> p1 = new OrderedPair<>("hello", "world");
-  }
-}
-</code>
-===== Απλοί παραμετρικοί τύποι δεδομένων (Raw Generic Types) =====
-Αντικείμενα της κλάσης Box ορίζονται συνήθως σε συνδυασμό με ένα reference τύπο δεδομένων, όπως δείξαμε προηγούμενα. Υπάρχει η δυνατότητα να ορίσετε ένα αντικείμενο της κλάσης //Box// χωρίς την χρήση της επιπλέον παραμέτρου, όπως παρακάτω.
-<code java>
-Box b = new Box()
-</code>
-Σε αυτή την περίπτωση καταλήγουμε να έχουμε έναν μη-παραμετρικό τύπο δεδομένων. Ο compiler δεν είναι σε θέση να γνωρίζει τον τύπο δεδομένων που θα τοποθετήσετε στο συγκεκριμένο αντικείμενο. Ουσιαστικά η παραπάνω δήλωση ισοδυναμεί με μία δήλωση της μορφής
-<code java>
-Box<Object> b = new Box<Object>();
-</code>
-Η προσπάθεια μεταγλώττισης του παρακάτω κώδικα καταδεικνύει το παραπάνω
-<code java BoxUsage.java>
-public class BoxUsage {
-   public static void main(String args[]) {
-     Box b = new Box(5);
-     Box<Number> bn = new Box<Number>();
-     bn.set(b.get());
-   }
-}
-</code>
-Αν αλλάξετε την γραμμή ''Box<Number> bn = new Box<Number>();'' σε ''Box<Object> bn = new Box<Object>();'' το compilation error εξαφανίζεται και εμφανίζεται ένα warning.
-Η μη χρήση των παραμετρικών τύπων δεδομένων δυσκολεύει τον compiler να αποφασίσει για την ασφαλή ή μη ασφαλή χρήση των δεδομένων που θα αποθηκευτούν στην κλάση. Δείτε τα παρακάτω παραδείγματα κώδικα
-<code java>
-Box<String> stringBox = new Box<>();
-Box rawBox = stringBox;               // Safe - OK
-</code>
-<code java>
-Box rawBox = new Box();           // rawBox is a raw type of Box<T>
-Box<Integer> intBox = rawBox;     // warning: unchecked conversion
-</code>
-<code java>
-Box<String> stringBox = new Box<>();
-Box rawBox = stringBox;
-rawBox.set(8);              // warning: unchecked invocation to set(T)
-</code>
-==== Unchecked Error Messages ====
-Όπως είπαμε προηγούμενα η μίξη generics με raw types μπορεί να δημιουργήσει warnings κατά την μεταγλώττιση της μορφής
-<code>
-Note: Example.java uses unchecked or unsafe operations.
-Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.
-</code>
-όπως παρακάτω
-<code java WarningDemo.java>
-public class WarningDemo {
-    public static void main(String[] args){
-        Box<Integer> bi;
-        bi = createBox();
-    }
-    static Box createBox(){
-        return new Box();
-    }
-}
-</code>
-Μεταγλωττίζοντας με το flag ''-Xlint:unchecked'' εμφανίζει την παραπάνω χρήση
-<code>
-WarningDemo.java:4: warning: [unchecked] unchecked conversion
-found   : Box
-required: Box<java.lang.Integer>
-        bi = createBox();
-                      ^
-warning
-</code>

Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools