Generics. Классы-оболочки

Содержание

Слайд 2

Классы-оболочки В языке Java существуют классы-оболочки, которые являются объектным представлением восьми

Классы-оболочки

В языке Java существуют классы-оболочки, которые являются объектным представлением восьми примитивных

типов. Все классы-оболочки являются immutable. Автоупаковка и распаковка позволяют легко конвертировать примитивные типы в их соответствующие классы-оболочки и наоборот.
Слайд 3

Пример упаковки и распаковки int a = 5; Integer b =

Пример упаковки и распаковки

int a = 5;
Integer b = a; //

автоупаковка
Integer c = new Integer(a); // упаковка
int d = b; // распаковка
int e = (int)c; // необязательно
System.out.println(c); // 5
Слайд 4

Примитивные типы и обёртки

Примитивные типы и обёртки

Слайд 5

Зачем нужны оболочки Разработчиками языка Java было принято решение отделить примитивные

Зачем нужны оболочки

Разработчиками языка Java было принято решение отделить примитивные типы и классы-оболочки,

указав при этом следующее:
Используйте классы-обёртки, когда работаете со стандартными коллекциями
Используйте примитивные типы для того, чтобы ваши программы были максимально просты
Ещё одним важным моментом является то, что примитивные типы не могут быть null, а классы-оболочки — могут. Также классы-оболочки могут быть использованы для достижения полиморфизма.
Слайд 6

Практика Создайте объект типа Double, и изучите список методов, предоставляемых этим

Практика

Создайте объект типа Double, и изучите список методов, предоставляемых этим классом.

Создайте объект на основе целого числа, вещественного числа, строки. Попытайтесь изменить состояние объекта.
Слайд 7

Обобщения (generics) Нередко, создаваемые разработчиками алгоритмы и коллекции могут быть успешно

Обобщения (generics)

Нередко, создаваемые разработчиками алгоритмы и коллекции могут быть успешно использованы

для разных типов данных без какого-либо изменения. Например, не зависят от типа данных алгоритмы поиска и сортировки, а класс List пригодился бы как для хранения целых чисел, так и для хранения объектов типа Student. Чтобы не создавать однообразные реализации для каждого типа данных, в языке Java начиная с версии SE5.0 были введены обобщения, или обобщённые типы, которые позволяют создавать более безопасный и при этом универсальный код.

https://urvanov.ru/2016/04/28/java-8-%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/

Слайд 8

Безопасность int x = 44; String s = "hello"; ArrayList array

Безопасность

int x = 44;
String s = "hello";
ArrayList array = new ArrayList();
array.add(x);

// упаковка (boxing)
array.add(s); // упаковки нет!
int y = (int) array.get(0); // unboxing
int z = (int) array.get(1); // упс!!!
Слайд 9

Упаковка и распаковка В примере используется стандартный класс ArrayList из пакета

Упаковка и распаковка

В примере используется стандартный класс ArrayList из пакета java.util,

который представляет коллекцию объектов. Чтобы поместить объект в коллекцию, применяется метод add. И хотя в коллекцию добавляются число и строка, по существу ArrayList содержит коллекцию значений типа Object. Таким образом, в вызове array.add(x); значение переменной x вначале "упаковывается" в объект типа Integer и апкастится до типа Object, а потом при получении элементов из коллекции - наоборот, "распаковывается" в нужный тип.
Слайд 10

Устройство ArrayList ArrayList устроен как массив ссылок типа Object, что позволяет

Устройство ArrayList

ArrayList устроен как массив ссылок типа Object, что позволяет добавлять

в коллекцию переменные любого типа. Такая гибкость в некоторых случаях удобна, однако чаще всего в коллекции хранятся переменные одного и того же типа. Можно легко допустить ошибку приведения при извлечении данных из коллекции, т.е. поместить в коллекцию переменную одного типа, а при извлечении выполнить приведение к другому типу…
Слайд 11

Проблемы Упаковка и распаковка (boxing и unboxing) ведут к снижению производительности,

Проблемы

Упаковка и распаковка (boxing и unboxing) ведут к снижению производительности, поскольку

система должна выполнить необходимые преобразования. Существует и другая проблема, связанная с упаковкой-распаковкой, - проблема безопасности типов. Например, во время выполнения последней строки возникает ошибка.
Слайд 12

Хранение ссылок Следует отметить, что если хранить в коллекции объекты ссылочных

Хранение ссылок

Следует отметить, что если хранить в коллекции объекты ссылочных (не

примитивных) типов, то снижения производительности происходить не будет, так как выполняется не упаковка-распаковка, а лишь формальное преобразование пользовательского типа в Object или наоборот.
Слайд 13

Решение Обе проблемы смогут решить обобщённые типы. Они позволяют указать конкретный

Решение

Обе проблемы смогут решить обобщённые типы. Они позволяют указать конкретный тип

данных, который будет использоваться для коллекции или алгоритма (поддерживаются обобщённые классы, интерфейсы и методы). Например, в Java также существует обобщённая версия класса ArrayList:
Слайд 14

Обобщённая версия int x = 44; String s = "hello"; ArrayList

Обобщённая версия

int x = 44;
String s = "hello";
ArrayList ar = new

ArrayList<>();
ar.add(x); // упаковка не нужна
ar.add(s); // ошибка компиляции!
int y = ar.get(0); // распаковка не нужна
Слайд 15

Комментарии к примеру Так как теперь используется обобщённая версия класса ArrayList,

Комментарии к примеру

Так как теперь используется обобщённая версия класса ArrayList, то

нужно будет задать определённый тип данных, для которого этот класс будет применяться. Далее добавляется число и строка в коллекцию. Но если число будет добавлено в коллекцию без проблем, так как коллекция типизирована типом int, то на строке ar.add(s); возникнет ошибка времени компиляции, и придётся удалить эту строку. Таким образом, при применении обобщённого варианта класса снижается как количество потенциальных ошибок, так и время на выполнение программы.
Слайд 16

Пример generic-класса (Point) https://git.io/vokjC

Пример generic-класса (Point)
https://git.io/vokjC

Слайд 17

Два параметра типа https://git.io/vot6i

Два параметра типа
https://git.io/vot6i

Слайд 18

Raw types (сырые типы) Forest f = new Forest(); f.setInhabitant1(new Fairy());

Raw types (сырые типы)

Forest f = new Forest();
f.setInhabitant1(new Fairy());
f.setInhabitant2(new Elf());
f.setInhabitant2(new Fairy());
Fairy

fairy = (Fairy) f.getInhabitant1();
Elf elf = (Elf) f.getInhabitant2(); // упс!
Forest f2 = f;
Forest f3 = new Forest();
Слайд 19

Определение Сырой тип — это имя обобщённого класса или интерфейса без

Определение

Сырой тип  — это имя обобщённого класса или интерфейса без аргументов

типа. Можно часто увидеть использование сырых типов в старом коде, поскольку многие классы (например, коллекции), до Java 5 были необобщёнными. При использовании сырых типов получается то же самое поведение, которое было до введения обобщений в Java.
Слайд 20

Пример с котиками https://git.io/voIfe

Пример с котиками

https://git.io/voIfe

Слайд 21

Ограниченный тип В некоторых случаях имеет смысл ограничить типы, которые можно

Ограниченный тип

В некоторых случаях имеет смысл ограничить  типы, которые можно использовать

в качестве аргументов в параметризованных типах. Например, в Термос можно будет наливать только ГорячиеНапитки. Подобное ограничение можно сделать с помощью ограниченного параметра типа (bounded type parameters).
Чтобы объявить ограниченный параметр типа, нужно после имени параметра указать ключевое слово extends, а затем указать верхнюю границу (upper bound). В этом контексте extends означает как extends, так и implements.
Слайд 22

Ограничение параметра типа https://git.io/votrb class AverageCalculator {

Ограничение параметра типа
https://git.io/votrb
class AverageCalculator {

Слайд 23

Соглашение об именовании Переменные типа именуются одной буквой в верхнем регистре.

Соглашение об именовании

Переменные типа именуются одной буквой в верхнем регистре. Это

позволяет легко отличить переменную типа от класса или интерфейса. Наиболее часто используемые имена для параметров типа:
E — элемент (Element, широко используется в Java Collections Framework)
K — Ключ
N — Число
T — Тип
V — Значение
S, U, V и т. п. — 2-й, 3-й, 4-й типы
Слайд 24

Generic method https://git.io/votdx

Generic method
https://git.io/votdx

Слайд 25

Generic constructor https://git.io/votFV Конструкторы могут быть обобщёнными как в обобщённых, так и в необобщённых классах.

Generic constructor
https://git.io/votFV
Конструкторы могут быть обобщёнными как в обобщённых, так и в

необобщённых классах. 
Слайд 26

Generic interface Iterable Comparable https://git.io/votbd

Generic interface

Iterable
Comparable
https://git.io/votbd

Слайд 27

Обобщения и наследование Можно присвоить объекту одного типа объект другого типа,

Обобщения и наследование

Можно присвоить объекту одного типа объект другого типа, если

эти типы совместимы. Например, можно присвоить объект типа Integer переменной типа Object, так как Object является одним из супертипов Integer:
Object someObject = new Object();
Integer someInteger = new Integer(10);
someObject = someInteger;   // OK
Слайд 28

Обобщения и наследование В объектно-ориентированной терминологии это называется связью «является» (“is

Обобщения и наследование

В объектно-ориентированной терминологии это называется связью «является» (“is a”).

Так как Integer является Object -ом, то такое присвоение разрешено. Но Integer  также является и Number-ом, поэтому следующий код тоже корректен:
public void someMethod(Number n) { /* ... */ }
someMethod(new Integer(10));   // OK
someMethod(new Double(10.1));   // OK
Слайд 29

Обобщения и наследование Это также верно для обобщений. Можно осуществить вызов

Обобщения и наследование

Это также верно для обобщений. Можно осуществить вызов обобщённого

типа, передав Number в качестве аргумента типа, и любой дальнейший вызов будет разрешён, если аргумент совместим с Number:
Box box = new Box();
box.add(new Integer(10));   // OK
box.add(new Double(10.1));  // OK
Слайд 30

Обобщения и наследование void boxTest(Box n) { /* ... */ }

Обобщения и наследование
void boxTest(Box n) { /* ... */ }
Можно ли

будет передать в этот метод объект типа Box или Box?
Нет, так как Box и Box не являются потомками Box!