Философия Java3

Эккель Брюс

С другой стороны, вызов метода, возвращающего Fruit, безопасен; мы знаем, что все элементы List должны по меньшей мере относиться к Fruit, поэтому компилятор это позволит.

Насколько умен компилятор?

Казалось бы, из всего сказанного следует, что вызов любых методов с аргументами невозможен, но рассмотрим следующий пример:

//: generics/Compi1erIntel 1 igence.java

import java.util .*;

public class Compilerlntelligence {

public static void main(String[] args) { List<? extends Fruit> flist =

Arrays.asList(new AppleO); Apple a = (Apple)flist.get(O); // Без предупреждений fli st. contains (new AppleO); //Аргумент 'Object' fl i st. indexOf (new AppleO); //Аргумент 'Object'

}

} ///:-

Как

видите, вызовы contains и indexOf с аргументами Apple воспринимаются нормально. Означает ли это, что компилятор действительно анализирует код, чтобы узнать, модифицирует ли некоторый метод свой объект?

Просмотр документации ArrayList показывает, что компилятор не настолько умен. Если add получает аргумент параметризующего типа, contains и in-dexOf получают аргумент типа Object. Таким образом, когда вы указываете ArrayList<? extends Fruit>, аргумент add превращается в «? extends Fruit». По этому описанию компилятор не может определить, какой именно подтип Fruit требуется в данном случае, поэтому не принимает никакие типы Fruit. Даже если вы предварительно преобразуете Apple в Fruit, компилятор все равно откажется вызывать метод (например, add), если в списке аргументов присутствует метасимвол.

У методов contains и indexOf аргументы относятся к типу Object, метасимволы в них отсутствуют, поэтому компилятор разрешает вызов. Это означает, что проектировщик параметризованного класса должен сам решить, какие вызовы «безопасны», и использовать типы Object для их аргументов. Чтобы сделать невозможным вызов при использовании типа с метасимволами, включите параметр типа в список аргументов.

В качестве примера рассмотрим очень простой класс Holder:

//: generics/Holder.java

public class Holder<T> { private T value; public HolderO {}

public Holder(T val) { value = val; } public void set(T val) { value = val; } public T getО { return value; } public boolean equals(Object obj) { return value.equals(obj);

}

public static void main(String[] args) {

Holder<Apple> Apple = new Holder<Apple>(new AppleO); Apple d = Apple.getO; Apple.set(d);

// Holder<Fruit> Fruit = Apple; // Повышение невозможно Holder<? extends Fruit> fruit = Apple; // OK Fruit p = fruit.getO;

d = (Apple)fruit.getO; // Возвращает 'Object' try {

Orange с = (Orange)fruit.getO; // Предупреждения нет } catch(Exception e) { System.out.println(e); } // fruit.set(new AppleO); // Вызов setO невозможен // fruit.set(new FruitO); // Вызов setO невозможен System.out.println(fruit.equals(d)); // OK

}

} /* Output: (Sample)

java.lang.ClassCastException. Apple cannot be cast to Orange

true

*///:-

Holder содержит метод set, получающий T; метод get, возвращающий Т; и метод equals, получающий Object. Как вы уже видели, Holder<Apple> невозможно преобразовать в Holder<Fruit>, но зато можно в Holder<? extends Fruit>. При вызове get будет возвращен только тип Fruit — то, что известно компилятору по ограничению «все, что расширяет Fruit». Если вы располагаете дополнительной информацией, то сможете выполнить преобразование к конкретному типу Fruit и обойтись без предупреждений, но с риском исключения ClassCastException. Метод set не работает ни с Apple, ни с Fruit, потому что аргумент set тоже содержит «? extends Fruit»; по сути, он может быть чем угодно, а компилятор не

может проверить безопасность типов для «чего угодно».

Впрочем, метод equalsQ работает нормально, потому что он получает Object вместо Т. Таким образом, компилятор обращает внимание только на типы передаваемых и возвращаемых объектов. Он не анализирует код, проверяя, выполняются ли реальные операции чтения или записи.

Контравариантность

Также можно пойти другим путем и использовать метасимволы супертипов. В этом случае вы сообщаете, что метасимвол ограничивается базовым классом некоторого класса; при этом используется запись <? super MyClass>, и даже с параметром типа <? super Т>. Это позволяет безопасно передавать типизованный объект параметризованному типу. Таким образом, с использованием метасимволов супертипов становится возможной запись в коллекцию:

//• generics/SuperTypeWiIdcards java

import java util.*:

public class SuperTypeWiIdcards {

static void writeTo(List<? super Apple> apples) { apples add(new AppleO), apples add(new JonathanO); // apples.add(new FruitO); // Ошибка

}

} /// ~

Аргумент apples является контейнером List для некоторого типа, являющегося базовым для Apple; из этого следует, что Apple и производные от Apple типы могут безопасно включаться в контейнер. Но, поскольку нижним ограничением является Apple, мы не знаем, безопасно ли включать Fruit в такой List, так как это откроет List для добавления типов, отличных от Apple, с нарушением статической безопасности типов.

Ограничения супертипов расширяют возможности по передаче аргументов методу:

//. generics/GenericWriting.java

import java.util.*;

public class GenericWriting {

static <T> void writeExact(List<T> list. T item) { list.add(item),

}

static List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>;

static List<Fruit> fruit = new ArrayList<Fruit>;

static void flO {

writeExact(apples, new AppleO);

// writeExact(fruit, new AppleO); // Ошибка:

// Несовместимые типы: обнаружен Fruit, требуется Apple

}

static <T> void

writeWithWildcard(List<? super T> list, T item) { list.add(item);

}

static void f20 {

writeWithWildcard(apples, new AppleO); writeWithWildcard(fruit, new AppleO);

}

public static void main(String[] args) { flO, f2; }

} ///.-

Метод writeExact использует параметр типа «как есть», без метасимволов. На примере fl мы видим, что этот способ отлично работает — при условии, что в List<Apple> помещаются только объекты Apple. Однако writeExact не позволяет поместить Apple в List<Fruit>, хотя мы знаем, что это должно быть возможно.

В writeWithWildcard используется аргумент List<? super Т>, поэтому List содержит конкретный тип, производный от Т; следовательно, Т или производные от него типы могут безопасно передаваться в аргументе методов List. Пример встречается в f2: как и прежде, Apple можно поместить в List<Apple>, но, как и предполагалось, также стало можно поместить Apple в List<Fruit>.

Неограниченные метасимволы

Казалось бы, неограниченный метасимвол <?<@062> должен означать «все, что угодно», а его использование эквивалентно использованию низкоуровневого типа. В самом деле, на первый взгляд компилятор подтверждает эту оценку: