Effective-java-读书笔记之泛型

第26条 不要使用原生态类型

类或接口的声明中如果有类型参数, 就是泛型类或泛型接口, 统称泛型.

比如List<E>接口.

每个泛型都定义一个原生态类型(raw type), 即不带任何实际类型参数的泛型名称.

例如, 与List<E>相对应的原生态类型是List. 与Java平台没有泛型之前的接口类型List完全一样.

如果使用原生态类型, 就失掉了泛型在安全性和表达性方面的所有优势. 它的存在只是为了兼容泛型出现之前的旧版本的代码.

注意: 使用List<Object>仍然是可以的.

区别就是raw type逃避了泛型检查, 而List<Object>则明确地告诉编译器, 它能够有任意类型的对象.

一个List<String>可以传给类型为List的参数, 但不能传给List<Object>.

如果要使用泛型, 但不确定或者不关心实际的类型参数, 可以使用一个问号(无限制的通配符类型)代替. 比如Set<?>.

但是使用了这个通配符的缺点就是, 你无法将任何元素(除了null)插入到Collection<?>中, 而且根本无法猜测你会得到哪种类型的对象.

要是无法接受这些限制, 可以使用泛型方法(见30条)或者有限制的通配符类型(见31条).

不要在新代码中使用原生态类型, 有两个小小的例外:

• 在类文字(class literal)中必须使用原生态类型. 比如List.class.
• 使用instanceOf的时候: 比如o instanceOf Set.

第27条 消除非受检警告

用泛型编程时, 有可能会收到很多编译器警告, 要尽可能地消除每一个非受检警告.

有一些根据提示即可消除, 另一些比较难消除.

如果无法消除警告, 但可以证明引起警告的代码是类型安全的, 可以用

@SuppressWarnings("unchecked")注解来禁止这条警告. 并加上注释解释为什么是安全的.

如果无法保证安全, 编译时禁止了警告, 运行时还是会抛出ClassCastException.

如果明知道安全却不做处理, 没有加Suppress注解, 那么当新出现一条可能有问题的警告时, 新的警告会淹没在所有的错误警告中.

SuppressWarnings可以用在任何粒度的级别中. 应该尽量在小范围内使用. 所以实践中常常会额外声明一个局部变量来加上这个注解, 以缩小注解范围.

第28条 列表(lists)优先于数组(arrays)

数组与泛型相比, 有两个重要的不同点:

首先:

• 数组是协变的(covariant). -> Sub[]是Super[]的子类型.
• 泛型是不可变的(invariant). -> List<Type1>和List<Type2>没有子类型关系.

所以有些类型错误的问题用数组可能要在运行时才能发现, 而用列表在编译时就发现了.

第二大区别:

• 数组是具体化的(reified), 在运行时才知道并检查元素类型约束.
• 泛型是通过擦除(erasure)来实现的. 在编译时强化类型信息, 并在运行时丢弃(或擦除)类型信息. 擦除就是使泛型可以与没有使用泛型的代码随意进行互用.

基于上述这些根本的区别, 因此数组和泛型不能很好地混合使用.

当你得到泛型数组创建错误时, 最好的解决办法通常是优先使用集合类型List<E>, 而不是数组类型E[], 这样可能会损失一些简洁性, 但是换回的却是更高的类型安全性和互用性.

第29条 优先考虑泛型

举了一个堆栈实现的例子, 开始是用Object类型.

将这个类泛型化:

• 给它的声明加类型参数.
• 用类型参数替换所有的Object类型.
• 解决不能创建泛型数组的问题: 1.创建Object的数组并强转为E[]; 2.将声明E[]改为Object[], 在pop单个元素的时候强转为E. 因为这两种情况下都可以保证安全性, 所以在最小的范围加上SuppressWarnings.

改造后不需要客户端强转.

有一些泛型限制了可允许的类型参数值. 比如<E extends Delayed>要求实际的类型参数E必须是Delayed的一个子类型.

此时E被称作有限制的类型参数(bounded type parameter).

注意: 每个类型都是它自身的子类型.

第30条 优先考虑泛型方法

就如类可以从泛型中受益一般, 方法也一样.

静态工具方法尤其适合于泛型化.

声明类型参数的参数列表位于方法修饰符和返回值类型之间.

泛型方法的一个显著特性是, 无需明确指定类型参数的值, 不像调用泛型构造器的时候是必须指定的.

编译器通过检查方法参数的类型来计算类型参数的值, 这个过程叫做类型推导(type inference).

利用这个特点, 可以利用静态工厂方法来简化泛型构造器的调用.

总而言之, 泛型方法优先于需要客户端来强转参数和返回值的方法.

第31条 利用有限制通配符来提升API的灵活性

参数化类型是不可变的(invariant). 对于两个不同的类型Type1和Type2而言, List<Type1>和List<Type2>没有继承关系.

比如List<String>不是List<Object>的子类型.

但是有时候可能需要更灵活的应用场景, Java提供了有限制的通配符类型(bounded wildcard type).

举例: 堆栈实现中的两个方法:

public void pushAll(Iterable<? extends E> src)

public void popAll(Collection<? super E> dst)

为了获得最大限度的灵活性, 要在表示生产者或者消费者的输入参数上使用通配符类型.

助记符:

PECS表示producer-extends, consumer-super.

注意不要把bounded wildcard types作为返回值.

所有的comparable和comparator都是消费者.

// Two possible declarations for the swap method
public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j); // unbounded type parameter
public static void swap(List<?> list, int i, int j); // unbounded wildcard

哪种更好呢? 对于API来说, 第二种更好 -> 让API更简单, 灵活.

如果一个参数类型在方法声明中只出现一次, 就用一个wildcard来替代它.

swapHelper -> 把复杂的泛型内化.

第32条 谨慎地结合泛型和可变参数

泛型和可变参数都是Java 5的时候添加的, 但是它们却不能很好地一起用.

可变参数的实现实际上是创建了一个数组, 而这个数组实际上又是可见的, 所以当你使用的时候有泛型或参数化类型的可变参数的时候, 会得到令人困惑的编译警告.

这是因为几乎所有的泛型和参数化类型都是non-reifiable的(runtime信息比compile-time少),

所以编译器会在这种声明的时候警告heap pollution: 不能保证类型安全.

把一个值保存在泛型的可变参数数列中是不安全的.

那么为什么声明泛型的数组是非法的, 而这种泛型可变参数声明是合法的呢? 实际上在实践中是有用的, 所以语言设计者保留了它.

Java类库中: Arrays.asList(T...a), Collections.addAll(Collection<? super T> c, T... elements), EnumSet.of(E first, E... rest).

这些类库方法是类型安全的.

在Java 7之前, 对泛型可变参数的警告只能在客户端通过@SuppressWarnings("unchecked")来消除,

Java 7加上了SafeVarargs注解, 方法的作者用来承诺安全性.

一个有泛型可变参数的方法, 满足了下面两个条件就是安全的:

• 不存储可变参数数组中的任何东西.
• 不会把这个数组暴露给不受信任的代码.
  如果违反了就应该修复, 然后标记@SafeVarargs, 这样方法的使用者就不会因为奇怪的编译警告而迷惑了.

还有一种选择是, 用List参数来代替.

第33条 优先考虑类型安全的异构容器

泛型最常用于集合, 限制每个容器只能有固定数目的类型参数.

一般来说, 这种情况正是你想要的, 比如一个Set只有一个类型参数, 表示元素类型; Map有两个类型参数, 表示建和值的类型.

但是有时候你会需要更多的灵活性, 有一种方法可以做到这一点:

将键进行参数化而不是将容器进行参数化. 然后将参数化的键提交给容器, 来插入或获取值. 用泛型系统来确保值的类型与它的键相符.

举例:

public class Favorites {
public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance);
public <T> T getFavorite(Class<T> type);
}

Favorites实例是类型安全的, 同时也是异构的(heterogeneous): 它的所有键都是不同类型的. 所以Favorites被称作类型安全的异构容器.

Favorites的内部实现用了HashMap<Class<?>, Object>, getFavorite()方法的实现用了动态转换: type.cast().

为了确保类型约束, 可以在putFavorite()方法中加入动态转换, 检验instance是否真的是type所表示的类型的实例.

java.util.Collections中有一些集合包装类采用了同样的技巧. (checkedSet, checkedList, checkedMap).