Dev Blog

Параметри типів, класи та методи ​

Від Object до параметра типу ​

Розглянемо контейнер без узагальнення. Поле Object приймає рядок, ціле число після упаковки або будь-який інший об’єкт. Компілятор не знає, яке значення поверне метод читання. Приведення до Integer лише відкладає перевірку до виконання.

java
public class Main {
    static final class ObjectBox {
        private Object value;
        void put(Object value) { this.value = value; }
        Object get() { return value; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        var box = new ObjectBox();
        box.put("Kotlin");
        try {
            Integer number = (Integer) box.get();
            System.out.println(number);
        } catch (ClassCastException error) {
            System.out.println("wrong runtime type");
        }
    }
}

Це навмисний приклад помилки, а не рекомендований спосіб зберігання даних. У Box<T> той самий параметр використовується для запису й читання: void put(T value) та T get(). Створення Box<String> зв’язує ці операції з рядком і дозволяє відхилити put(42) до запуску програми.

Рис. 9.1. Узагальнення переносить перевірку відповідності типу до компілятора.

T є параметром типу, а String у Box<String> – аргументом типу. Імена T, E, K, V традиційно позначають тип, елемент, ключ і значення. Можна використовувати описові назви, якщо вони покращують читання складного API. Це не ключові слова мови.

Аргументами generics є посилальні типи. Box<int> не компілюється, але Box<Integer> коректний. Автоупакування робить використання зручнішим, проте Integer допускає null, має об’єктне представлення і не є просто іншою назвою примітивного int.

Узагальнені класи, записи та diamond ​

Параметри типу оголошують після назви класу. Вони доступні в полях, конструкторах і методах екземпляра. Конструктор не повторює список типів після власної назви. Вираз new Box<>() використовує diamond-оператор: компілятор виводить аргументи з контексту або аргументів конструктора.

var виводить тип локальної змінної, але не вимикає типізацію. Вираз var box = new Box<String>() має конкретний тип Box<String>. Якщо потрібний аргумент не можна визначити з контексту, його задають явно. Надмірно загальний результат виведення, наприклад Object, може приховати намір автора.

Приклад 1. Узагальнена пара ​

Запис зручний для простого незмінного набору компонентів. Pair<A,B> має два незалежні параметри, тому обмін повертає Pair<B,A>. Статична фабрика має власні параметри типу: статичний контекст не використовує параметри екземпляра запису.

java
import java.util.Objects;

public class Main {
    record Pair<A, B>(A first, B second) {
        Pair {
            Objects.requireNonNull(first);
            Objects.requireNonNull(second);
        }

        static <X, Y> Pair<X, Y> of(X first, Y second) {
            return new Pair<>(first, second);
        }

        Pair<B, A> swap() {
            return new Pair<>(second, first);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Pair<String, Integer> result = Pair.of("Ada", 95);
        var swapped = result.swap();
        System.out.println(result);
        System.out.println(swapped);
        System.out.println(result.equals(swapped.swap()));
    }
}
text
Pair[first=Ada, second=95]
Pair[first=95, second=Ada]
true

Конструктор запису явно забороняє null. Сам синтаксис generics такої заборони не створює. Компоненти запису є final-посиланнями, але якщо вони вказують на змінювані об’єкти, запис не стає глибоко незмінним. Захисне копіювання може бути частиною конструктора конкретної моделі.

Типи Pair<String,Integer> і Pair<Integer,String> залишаються різними на рівні компілятора, хоча реалізація запису одна. Не слід очікувати, що перевірка equals обов’язково порівнює параметри generics як окремі runtime-мітки: вони переважно стерті.

Узагальнені методи й виведення аргументів ​

Параметри узагальненого методу оголошують перед типом результату: static <T> T identity(T value). Цей T належить саме методу. Якщо метод класу випадково оголосить власний параметр з таким самим ім’ям, він затінить параметр класу й ускладнить читання. Для незалежних ролей використовуйте різні назви.

Аргумент типу можна задати явно: Main.<String>identity("text"). Зазвичай виведення достатньо, але явний аргумент допомагає пояснити складний виклик. Узагальненість потрібна, коли є зв’язок між кількома параметрами або між входом і результатом; не варто додавати <T> до методу, який однаково працює з Object.

Наприклад, void print(Object value) уже приймає будь-який об’єкт. Натомість <T> T choose(T first, T second) зберігає зв’язок типу повернутого значення з аргументами. Компілятор може знайти спільний верхній тип різних аргументів; тому контекст очікуваного результату також важливий.