java:generics

Differences

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

Link to this comparison view

Both sides previous revision Previous revision
java:generics [2017/02/17 14:38]
gthanos
java:generics [2017/02/17 15:01]
gthanos
Line 1: Line 1:
 ====== Παραμετρικοί τύποι δεδομένων (Generics) ====== ====== Παραμετρικοί τύποι δεδομένων (Generics) ======
  
-Ένας παραμετρικός (//​generic//​) 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 ή μία στοίβα) τότε θα πρέπει τις κλάσεις αυτές να τις κάνουμε τόσο γενικές ώστε να μπορούν να λαμβάνουν ως όρισμα οποιονδήποτε τύπο αντικειμένων. Η υιοθέτηση γενικών κλάσεων έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί ​να αποθηκεύσει αντικείμενα οποιασδήποτε ​κλάσης,​ όμως απαιτεί αρκετά type-casts και ενέχει κινδύνους ως προς την ορθή διαχείριση των δεδομένων ​από τους προγραμματιστές.+Ένας παραμετρικός (//​generic//​) τύπος δεδομένων είναι ένας τύπος δεδομένων ο οποίος μπορεί να λαμβάνει ως παραμέτρους άλλους τύπους δεδομένων. ​Όταν θέλουμε να δημιουργήσουμε κλάσεις που μπορούν να αποθηκεύσουν αντικείμενα οποιασδήποτε κλάσης (π.χ. ​εάν θέλουμε ​να δημιουργήσουμε μία διασυνδεδεμένη λίστα ή μία στοίβα) τότε θα πρέπει τις κλάσεις αυτές να τις κάνουμε τόσο γενικές ώστε να μπορούν να αποθηκεύουν οποιονδήποτε τύπο ​αντικειμένων. ​
  
-Δείτε το παρακάτω παράδειγμα της κλάσης Box, η οποία θέλουμε να μπορεί να αποθηκεύσει οποιονδήποτε τύπο δεδομένων.+Η υιοθέτηση γενικών κλάσεων έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να αποθηκεύσει αντικείμενα οποιασδήποτε κλάσης,​ όμως απαιτεί αρκετές μετατροπές τύπων (typecasts). Οι μετατροπές τύπων όταν γίνονται από τον προγραμματιστή και όχι από τον compiler ενέχουν κινδύνους ως προς την ορθή μετατροπή. 
 + 
 +===== Παράδειγμα γενικής κλάσης για την αποθήκευση δεδομένων ===== 
 + 
 +Δείτε το παρακάτω παράδειγμα της κλάσης ​**Box**, η οποία θέλουμε να μπορεί να αποθηκεύσει οποιονδήποτε τύπο δεδομένων.
  
 <code java Box.java>​ <code java Box.java>​
Line 14: Line 18:
 </​code>​ </​code>​
  
-Στο παραπάνω παράδειγμα επειδή όλες οι κλάσεις στη Java κληρονομούν την κλάση [[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Object.html|Object]],​ μπορείτε να περάσετε ως όρισμα στη μέθοδο //set// ή να αναθέσετε στην επιστρεφόμενη τιμή της μεθόδου //get// οποιοδήποτε τύπο δεδομένων. ​Ας υποθέσουμε ότι έχετε το παρακάτω παράδειγμα κώδικα που λειτουργεί σωστά αποθηκεύοντας και επιστρέφοντας την τιμή ενός αντικείμενου τύπου [[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Integer.html|Integer]].+Ας υποθέσουμε ότι έχετε το παρακάτω παράδειγμα κώδικα που λειτουργεί σωστά αποθηκεύοντας ​στην κλάση Box και επιστρέφοντας την τιμή ενός αντικείμενου τύπου [[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Integer.html|Integer]].
  
 <code java BoxUsage.java>​ <code java BoxUsage.java>​
Line 26: Line 30:
 } }
 </​code>​ </​code>​
 +
 +Στο παραπάνω παράδειγμα επειδή όλες οι κλάσεις κληρονομούν την κλάση [[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Object.html|Object]],​ μπορείτε ​
 +  * να περάσετε ως όρισμα στη μέθοδο //set// οποιοδήποτε τύπο δεδομένων ή 
 +  * να αναθέσετε την επιστρεφόμενη τιμή της μεθόδου //get// σε οποιοδήποτε τύπο δεδομένων. ​
 +
 +Παρατηρήστε ότι στην τελευταία γραμμή είμαστε υποχρεωμένοι να κάνουμε typecast την επιστρεφόμενη τιμή της μεθόδου get() από [[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Object.html|Object]] στον τύπο δεδομένων που τελικά έχει αποθηκεύσει η κλάση Box. Εάν δεν κάνουμε typecast ο μεταγλωττιστής διαμαρτύρεται. Εάν το typecast είναι σωστό ο κώδικας λειτουργεί σωστά, ενώ εάν το typecast είναι λάθος δημιουργείται ένα //​Exception//​ που περιγράφεται παρακάτω. ​
  
 Δείτε τώρα το παρακάτω παράδειγμα κώδικα που χρησιμοποιεί την κλάση Box για να αποθηκεύσει ένα Integer και στη συνέχεια λαμβάνει το περιεχόμενο του ακεραίου και επιχειρεί να το αποθηκεύει σε μία μεταβλητή τύπου String. Δείτε τώρα το παρακάτω παράδειγμα κώδικα που χρησιμοποιεί την κλάση Box για να αποθηκεύσει ένα Integer και στη συνέχεια λαμβάνει το περιεχόμενο του ακεραίου και επιχειρεί να το αποθηκεύει σε μία μεταβλητή τύπου String.
Line 40: Line 50:
 </​code>​ </​code>​
  
-Ο παραπάνω κώδικας αφού μεταγλωττιστεί και επιχειρήσουμε να το τρέξουμε παράγει ένα java.lang.ClassCastException ​καθώς ​επιχειρούμε να αναθέσουμε μία μεταβλητή τύπου String ένα αντικείμενο τύπου Integer. ​+Η μετατροπή τύπου στην τελευταία γραμμή είναι προφανώς λάθος. ​Ο παραπάνω κώδικας αφού μεταγλωττιστεί και επιχειρήσουμε να το τρέξουμε παράγει ένα ​[[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​ClassCastException.html|java.lang.ClassCastException]], διότι ​επιχειρούμε να αναθέσουμε μία μεταβλητή τύπου ​[[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​String.html|String]] ένα αντικείμενο τύπου ​[[https://​docs.oracle.com/​javase/​7/​docs/​api/​java/​lang/​Integer.html|Integer]].
  
-Παρατηρήστε επίσης ότι στην τελευταία ​γραμμή είμαστε υποχρεωμένοι να κάνουμε typecast την επιστρεφόμενη τιμή της μεθόδου get() από Object στον τύπο δεδομένων που τελικά έχει αποθηκεύσει η Box. Εάν δεν κάνουμε typecast ο μεταγλωττιστής διαμαρτύρεται. Στην περίπτωση που το typecast είναι λάθος δημιουργείται το Exception που περιγράφεται παραπάνω.+===== Παράδειγμα παραμετρικής κλάσης ​=====
  
-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 και ως Generics. Η κλάση Box με χρήση ​Generics ​θα μπορούσε να γραφεί ως εξής:+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 και ως Generics. Η κλάση Box με χρήση ​//​generics// ​θα μπορούσε να γραφεί ως εξής:
  
 <code java Box.java>​ <code java Box.java>​
Line 79: Line 89:
   * S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th types   * S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th types
  
-===== Δημιουργία και χρήση αντικειμένων ενός ​γενικού τύπου δεδομένων =====+===== Δημιουργία και χρήση αντικειμένων ενός ​παραμετρικού τύπου δεδομένων =====
  
 <code java> <code java>
Line 103: Line 113:
 </​code>​ </​code>​
  
-===== Παραμετρικοί τύποι δεδομένων με πολλές παραμέτρους ===== +Προηγούμενο: [[:java:class_file | Αρχεία ​]] | [[:toc | Περιεχόμενα ​]] | Επόμενο: [[:​java:​generic_interfaces | Interfaces ​ως παραμετρικοί τύποι δεδομένων ]] |
- +
-Πριν προχωρήσουμε σε ένα παράδειγμα παραμετρικών τύπων με πολλές παραμέτρους είναι χρήσιμο να πούμε ​ότι παραμετρικούς τύπους μπορούν να ορίζουν εκτός από κλάσεις και Interfaces. Δείτε το παρακάτω παράδειγμα. +
- +
-<​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: [uncheckedunchecked conversion +
-found   : Box +
-required: Box<​java.lang.Integer>​ +
-        bi = createBox();​ +
-                      ^ +
-1 warning +
-</​code>​ +
  
  
java/generics.txt · Last modified: 2017/02/17 15:01 by gthanos