Философия Java3 - Брюс Эккель

Вы не обязаны точно соблюдать тип объекта, указанный в качестве параметра типа. Восходящее преобразование работает с параметризованными контейнерами точно так же, как и с другими типами:

//: hoiding/GenericsAndUpcasting.java import java.util.*;

class GrannySmith extends Apple {}

class Gala extends Apple {}

class Fuji extends Apple {}

class Braeburn extends Apple {}

public class GenericsAndUpcasting {

public static void main(String[] args) {

ArrayList<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();

apples.add(new GrannySmithO);

apples.add(new GalaO);

apples.add(new Fuji()):

apples.add(new BraeburnO);

for(Apple с : apples)

System.out.println(c);

}

} /* Output: (Sample) GrannySmi [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] *///:-

Мы видим, что в контейнер, рассчитанный на хранение объектов Apple, можно помещать объекты типов, производных от Apple.

В результатах, полученных с использованием метода toStringO объекта Object, выводится имя класса с беззнаковым шестнадцатеричным представлением хеш-кода объекта (сгенерированного методом hashCode()).

Основные концепции

В библиотеке контейнеров Java проблема хранения объектов делится на две концепции, выраженные в виде базовых интерфейсов библиотеки:

• Коллекция: группа отдельных элементов, сформированная по некоторым правилам. Класс List (список) хранит элементы в порядке вставки, в классе Set (множество) нельзя хранить повторяющиеся элементы, а класс Queue (очередь) выдает элементы в порядке, определяемом спецификой очереди (обычно это порядок вставки элементов в очередь).

• Карта: набор пар объектов «ключ-значение», с возможностью выборки по ключу. ArrayList позволяет искать объекты по порядковым номерам, поэтому в каком-то смысле он связывает числа с объектами. Класс Map (карта — также встречаются термины ассоциативный массив и словарь) позволяет искать объекты по другим объектам — например, получить объект значения по объекту ключа, по аналогии с поиском определения по слову.

Хотя на практике это не всегда возможно, в идеале весь программный код должен писаться в расчете на взаимодействие с этими интерфейсами, а точный тип указывается только в точке создания. Следовательно, объект List может быть создан так:

List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>():

Обратите внимание на восходящее преобразование ArrayList к List, в отличие от предыдущих примеров. Если позднее вы решите изменить реализацию, достаточно сделать это в точке создания:

List<Apple> apples = new LinkedList<Apple>();

Итак, в типичной ситуации вы создаете объект реального класса, повышаете его до соответствующего интерфейса, а затем используете интерфейс во всем остальном коде.

Такой подход работает не всегда, потому что некоторые классы обладают дополнительной функциональностью. Например, LinkedList содержит дополнительные методы, не входящие в интерфейс List, а ТгееМар — методы, не входящие в Map. Если такие методы используются в программе, восходящее преобразование к обобщенному интерфейсу невозможно.

Интерфейс Collection представляет концепцию последовательности как способа хранения группы объектов. В следующем простом примере интерфейс Collection (представленный контейнером ArrayList) заполняется объектами Integer, с последующим выводом всех элементов полученного контейнера:

//: hoiding/SimpleCol1ection.java

import java.util .*;

public class SimpleCollection {

public static void main(String[] args) {

Collection<Integer> с = new ArrayList<Integer>(); for(int i = 0; i < 10; i++)

c.add(i); // Автоматическая упаковка for(Integer i : c)

System.out.print(i + ". ");

}

} /* Output:

0. 1. 2. 3. 4, 5. 6. 7, 8-. 9.

*///•-

Поскольку в этом примере используются только методы Collection, подойдет объект любого класса, производного от Collection, но ArrayList является самым простейшим типом последовательности.

' Все коллекции поддерживают перебор в синтаксисе foreach, как в приведенном примере. Позднее в этой главе будет рассмотрена другая, более гибкая концепция итераторов.

Добавление групп элементов

Семейства Arrays и Collections в java.util содержат вспомогательные методы для включения групп элементов в коллекции. Метод Arrays.asList() получает либо массив, либо список элементов, разделенных запятыми, и преобразует его в объект List. Метод Collections.addAUQ получает объект Collection и либо массив, либо список, разделенный запятыми, и добавляет элементы в Collection. Пример:

//• hoiding/AddingGroups java

// Добавление групп элементов в объекты Collection

import java.util *;

public class AddingGroups {

public static void main(String[] args) { Collection<Integer> collection =

new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(l, 2, 3, 4, 5)); Integer[] morelnts = { 6. 7. 8. 9. 10 }; collection.addAll(Arrays.asList(morelnts)); // Работает намного быстрее, но таким способом // невозможно сконструировать Collection: Collections.addAll(collection, 11, 12, 13, 14, 15); Col lections.addAll(collection, morelnts); // Создает список на основе массива: List<Integer> list = Arrays.asList(16. 17, 18, 19, 20); list set(l, 99); // Можно - изменение элемента // list.add(21); // Ошибка времени выполнения - нижележащий // массив не должен изменяться в размерах

}

} ///:-

Конструктор Collection может получать другой объект Collection, используемый для его инициализации, поэтому для передачи исходных данных можно воспользоваться методом Arrays.asList(). Однако метод Collections.addAll() работает намного быстрее, и вы с таким же успехом можете сконструировать Collection без элементов, а затем вызвать Collections.addAll — этот способ считается предпочтительным.

Методу Collection.addAll() в аргументе может передаваться только другой объект Collection, поэтому он уступает в гибкости методам Arrays.asList() и Collections.addAll(), использующим переменные списки аргументов.

Также можно использовать вывод Arrays.asList() напрямую, в виде List, но в этом случае нижележащим представлением будет массив, не допускающий изменения размеров. Вызов add() или delete() для такого списка приведет к попытке изменения размера массива, а это приведет к ошибке во время выполнения.

Недостаток Arrays.asList() заключается в том, что он пытается «вычислить» итоговый тип List, не обращая внимания на то, что ему присваивается. Иногда это создает проблемы:

//: hoiding/AsListInference.java // Arrays.asListO makes its best guess about type, import java.util.*;

class Snow {}

class Powder extends Snow {} class Light extends Powder {} class Heavy extends Powder {} class Crusty extends Snow {} class Slush extends Snow {}

public class AsListInference {

public static void main(String[] args) { List<Snow> snowl = Arrays.asList(

new CrustyO. new SlushO. new PowderO);

// He компилируется-// List<Snow> snow2 = Arrays.asList( // new LightO. new HeavyO); // Сообщение компилятора: //found java.util.List<Powder> // required, java util List<Snow>

II Collections.addAllО работает нормально:

List<Snow> snow3 = new ArrayList<Snow>():

Col 1 ecti ons. addAl 1 (snow3, new LightO. new HeavyO);

II Передача информации посредством уточнения // типа аргумента

List<Snow> snow4 = Arrays <Snow>asList( new LightO, new HeavyO),

}

} ///:-

При попытке создания snow2, Arrays.asList() создает List<Powder> вместо List <Snow>, тогда как Collections.addAll() работает нормально, потому что целевой тип определяется первым аргументом. Как видно из создания snow4, в вызов Arrays.asList() можно вставить «подсказку», которая сообщает компилятору фактический тип объекта List, производимого Arrays.asList().

С контейнерами Map дело обстоит сложнее, и стандартная библиотека Java не предоставляет средств их автоматической инициализации, кроме как по содержимому другого объекта Map.

Вывод содержимого контейнеров

Для получения печатного представления массива необходимо использовать метод Arrays.toString, но контейнеры отлично выводятся и без посторонней помощи. Следующий пример демонстрирует использование основных типов контейнеров:

II: ell:Printi ngContai ners.java II Вывод контейнеров по умолчанию import java.util.*;

import static net.mindview.util.Print.*;

public class PrintingContainers {

static Collection fill(Collection<String> collection) { collection. addC'rat"): collection.addC'cat"); collection.adde'dog"): col lection.add("dog"); return collection;

}

static Map fill(Map<String,String> map) {

map. put ("rat", "Fuzzy"); продолжение &

map.put("cat". "Rags"), тар.put("dog". "Bosco"); map.put("dog", "Spot"); return map;

}

public static void main(String[] args) {

pri nt(fi11(new ArrayLi st<Stri ng>())); print(fill(new LinkedList<String>())); pri nt(fi11(new HashSet<Stri ng>())); pri nt(fi11(new TreeSet<Stri ng>())); pri nt(fi11(new Li nkedHashSet<Stri ng>())); pri nt(fi11(new HashMap<Stri ng.Stri ng>())); print(fill(new TreeMap<String,String>())); print(fi11(new LinkedHashMap<String,String>()));

}

} /* Output: [rat, cat, dog, dog] [rat, cat. dog, dog] [dog, cat, rat] [cat, dog, rat] [rat. cat. dog]

{dog=Spot. cat=Rags, rat=Fuzzy} {cat=Rags, dog=Spot, rat=Fuzzy} {rat=Fuzzy, cat=Rags, dog=Spot} *///:-

Как уже было упомянуто, в библиотеке контейнеров Java существует две основные категории, различающиеся прежде всего тем, сколько в одной ячейке контейнера «помещается» элементов. Коллекции (Collection) содержат только один элемент в каждой ячейке. К этой категории относятся список (List), где в определенной последовательности хранится группа элементов, множество (Set), в которое можно добавлять только по одному элементу определенного типа, и очередь (Queue). В контейнерах Map (карта) хранятся два объекта: ключ и связанное с ним значение.

Из выходных данных программы видно, что вывод по умолчанию (обеспечиваемый методом toStringO каждого контейнера) дает вполне приличные результаты. Содержимое Collection выводится в квадратных скобках, с разделением элементов запятыми. Содержимое Map заключается в фигурные скобки, ключи и значения разделяются знаком равенства (ключи слева, значения справа).

Контейнеры ArrayList и LinkedList принадлежат к семейству List, и из выходных данных видно, что элементы в них хранятся в порядке вставки. Они различаются не только скоростью выполнения тех или иных операций, но и тем, что LinkedList содержит больше операций, чем ArrayList.