Effective Java 4

Item 27 不要使用原始类型

// Raw collection type - don't do this!
// My stamp collection. Contains only Stamp instances.
private final Collection stamps = ... ;

// Erroneous insertion of coin into stamp collection
stamps.add(new Coin( ... )); // Emits "unchecked call" warning

// Raw iterator type - don't do this!
for (Iterator i = stamps.iterator(); i.hasNext(); )
    Stamp stamp = (Stamp) i.next(); // Throws ClassCastException
stamp.cancel();

1、使用原始类型不会产生编译期错误，但会产生运行期错误，增加debug难度。

// Parameterized collection type - typesafe
private final Collection<Stamp> stamps = ... ;

2、虽然使用原始类型是合法的，但是不应该这样做，这会丧失类型安全以及泛型在表达方面的优势。

3、必须使传递含有参数类型的实例 给 被设计为原始类型的方法 合法，反之亦然。这就是所谓的移植性，为了兼容之前版本。

4、List<String> 是原始类型List 的子类 但不是 List<Object>的子类。

5、使用原始类型会失去类型安全但是 List<Object>不会。

6、当不确定方法的具体参数类型时，也不要使用原始类型。

// Use of raw type for unknown element type - don't do this!
static int numElementsInCommon(Set s1, Set s2) {
    int result = 0;
    for (Object o1 : s1)
        if (s2.contains(o1))
            result++;
    return result;
}

而应该使用<?>:

// Uses unbounded wildcard type - typesafe and flexible
static int numElementsInCommon(Set<?> s1, Set<?> s2) { ... }

7、在 class literals 中必须使用原始类型，例如List,class,String[].class。

8、在 instanceof 操作符中必须使用原始类型：

// Legitimate use of raw type - instanceof operator
if (o instanceof Set) { // Raw type
Set<?> s = (Set<?>) o; // Wildcard type
...
}

注意第三行的类型转换是必须的。

9、<Object>是指能放入任何对象，<?>是指能放入 任何一种 目前未知的对象

 

Item 28 比起数组优先使用List

1、数组是协变的，即a是b的子类 则a[]是b[]的子类；List<a>则不是List<b>的子类。

2、List在编译期就会指出类型不匹配：

// Fails at runtime!
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = "I don't fit in"; // Throws ArrayStoreException

// Won't compile!
List<Object> ol = new ArrayList<Long>(); // Incompatible types
ol.add("I don't fit in");

3、arrays的类型是具体的；而泛型是通过编译期确定类型然后在运行期擦除。

4、创建一个泛型数组或是参数化类型的数组是非法的。例如，new List<E>[], new List<String>[], new E[]。

5、一般来说不可能在一个泛型集合中返回元素的数组。

6：

// Chooser - a class badly in need of generics!
public class Chooser {
    private final Object[] choiceArray;
    public Chooser(Collection choices) {
        choiceArray = choices.toArray();
    }
    public Object choose() {
        Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
        return choiceArray[rnd.nextInt(choiceArray.length)];
    }
}

在调用其中的choose()的方法后，必须手动转化类型，否则会导致运行错误。

// A first cut at making Chooser generic - won't compile
public class Chooser<T> {
    private final T[] choiceArray;
    public Chooser(Collection<T> choices) {
        choiceArray = choices.toArray();  //choiceArray = (T[]) choices.toArray();
    }
// choose method unchanged
}

使用注释后的语句会变成一个warning，泛型的类型信息将会在被运行时擦除，因此编译器无法保证类型转化的正确。

 

// List-based Chooser - typesafe
public class Chooser<T> {
    private final List<T> choiceList;
    public Chooser(Collection<T> choices) {
        choiceList = new ArrayList<>(choices);
    }
    public T choose() {
        Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
    　　return choiceList.get(rnd.nextInt(choiceList.size()));
    }
}

 

Item 29 支持泛型类型

1、泛型话一个类，首先是在类的声明中添加一个或多个参数类型，用于代表这个类中元素的类型。

2、然后将其中所有Object类型替换为 E的相关类型:

public class Stack<E> {
    private E[] elements;
    private int size = 0;
    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
   
    public Stack() {
        elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
    }

    public void push(E e) {
       ensureCapacity();
       elements[size++] = e;
    }

    public E pop() {
       if (size == 0)
            throw new EmptyStackException();
        E result = elements[--size];
        elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
        return result;
    }
... // no changes in isEmpty or ensureCapacity
}

 

 

3、值得注意是由于你不能创建一个未定型的数组 因此 将Obiect[]，替换为E[]会导致编译出错。

4、解决方法是 一是仍然保留在第6行的Object[]，然后在其前面增加E[] 进行强制转型。但是会产生一个unchecked warning。二是在elements声明处，保留为Object[].但是在18行会出现错误，需要手动转型，同样会产生一个unchecked warning。

// Appropriate suppression of unchecked warning
public E pop() {
    if (size == 0)
        throw new EmptyStackException();
// push requires elements to be of type E, so cast is correct
    @SuppressWarnings("unchecked") E result =(E) elements[--size];
    elements[size] = null; // Eliminate obsolete reference
    return result;
}

5、 注意使用Stack<int>这种基本类型是不行的，需要使用装箱类型。

 

 

Item 30 支持泛型方法

1、例子：

// Uses raw types - unacceptable! (Item 26)
public static Set union(Set s1, Set s2) {
    Set result = new HashSet(s1);
    result.addAll(s2);
    return result;
}

// Generic method
public static <E> Set<E> union(Set<E> s1, Set<E> s2) {
    Set<E> result = new HashSet<>(s1);
    result.addAll(s2);
    return result;
}

2、泛型单例工厂：

// Generic singleton factory pattern
private static UnaryOperator<Object> IDENTITY_FN = (t) -> t;

@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> UnaryOperator<T> identityFunction() {
    return (UnaryOperator<T>) IDENTITY_FN;
}

// Sample program to exercise generic singleton
public static void main(String[] args) {
    String[] strings = { "jute", "hemp", "nylon" };
    UnaryOperator<String> sameString = identityFunction();
    for (String s : strings)
        System.out.println(sameString.apply(s));
    
    Number[] numbers = { 1, 2.0, 3L };
    UnaryOperator<Number> sameNumber = identityFunction();
    for (Number n : numbers)
        System.out.println(sameNumber.apply(n));
}

3、T可以和Comparable<T>进行比较。

4：互相比较：

// Using a recursive type bound to express mutual comparability
public static <E extends Comparable<E>> E max(Collection<E> c);

// Returns max value in a collection - uses recursive type bound
public static <E extends Comparable<E>> E max(Collection<E> c) {
    if (c.isEmpty())
        throw new IllegalArgumentException("Empty collection");
    E result = null;
    for (E e : c)
        if (result == null || e.compareTo(result) > 0)
    　　　　result = Objects.requireNonNull(e);
    return result;
}

 

Item 31  使用绑定通配符增加API的灵活性

1、参数类型是不变量，也就是说不管Type1和Type2是什么关系，List<Type1>与List<Type2>不会有继承关系。

2、例子 ：

public class Stack<E> {
    public Stack();
    public void push(E e);
    public E pop();
    public boolean isEmpty();
}

如果想增加一个addAll方法：

// pushAll method without wildcard type - deficient!
public void pushAll(Iterable<E> src) {
    for (E e : src)
    push(e);
}

如果要进行如下操作：

Stack<Number> numberStack = new Stack<>();
Iterable<Integer> integers = ... ;
numberStack.pushAll(integers);

会出现在错误，因为虽然Integer是Number的子类，但是作为参数类型是不变量。

因此应该使用如下绑定通配符：

// Wildcard type for a parameter that serves as an E producer
public void pushAll(Iterable<? extends E> src) {
    for (E e : src)
    push(e);
}

同理：

// Wildcard type for parameter that serves as an E consumer
public void popAll(Collection<? super E> dst) {
    while (!isEmpty())
    dst.add(pop());
}

3、关于使用super与extend的规律：

　　PECS producer-extends consumer-super

例如 push生产E实例给Stack用，pop调用用Stack中的E将其排出。

 

4、注意返回类型不能使用绑定通配符。

5、例子：

public static <E> Set<E> union(Set<? extends E> s1,Set<? extends E> s2)

Set<Integer> integers = Set.of(1, 3, 5);
Set<Double> doubles = Set.of(2.0, 4.0, 6.0);
Set<Number> numbers = union(integers, doubles);

然而在Java 8之前需要指定类型：

Set<Number> numbers = Union.<Number>union(integers, doubles);

6、 永远使用 Comparable<? super T> Comoarator类似。

7、如果一个类型参数在声明中只出现一次，使用相应的通配符进行代替。例如：

public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j);
public static void swap(List<?> list, int i, int j);

然后他的一种直接的实现无法通过编译：

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));
}

错误的原因是 不能将任何值除了null放进List<?>中！

解决方法如下：实质就是使用第一种声明方式：

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
    swapHelper(list, i, j);
}
// Private helper method for wildcard capture
private static <E> void swapHelper(List<E> list, int i, int j) {
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));
}

这样多此一举的好处是，使外部的使用者简单明了的直接使用，而不需要看见具体繁琐的声明。

 

Item 32 谨慎的结合泛型和可变参数（参数个数可变）

1、可变参数方法是 抽象泄漏 （leaky abstraction）的。因为当你使用可变参数方法时，会创建一个数组用于储存可变参数，而这个数组作为实现细节原本应该是不应该可见的，可是在这里可见了。

2、非具体类型是指在运行时的信息比编译期时的信息少的类型，几乎所有泛型和参数类型都是非具体类型。

3、如果把非具体类型作为可变参数 ，在它的声明处会出现一个编译器警告。会提示产生 堆污染 （heap pollution）:

// Mixing generics and varargs can violate type safety!
static void dangerous(List<String>... stringLists) {
    List<Integer> intList = List.of(42);
    Object[] objects = stringLists;
    objects[0] = intList; // Heap pollution
    String s = stringLists[0].get(0); // ClassCastException
}

4、将一个值储存在泛型可变参数数组是不安全的。

5、在Java 7中 添加了 @SafeVarargs 注解用来 抑制由于使用了 泛型可变参数 而产生的警告。只有在确认这个方法真的安全的情况下才去使用！

6、如果在作为 方法参数 的 泛型可变参数 的 数组中 该方法不改变这个数组 并同时 不让其他不可信代码 获得这个数组的引用，那他就是安全的。也就是 参数仅仅在调用者和方法间进行传递！

7、例子：

// UNSAFE - Exposes a reference to its generic parameter array!
static <T> T[] toArray(T... args) {
    return args;
}

static <T> T[] pickTwo(T a, T b, T c) {
    switch(ThreadLocalRandom.current().nextInt(3)) {
        case 0: return toArray(a, b);
        case 1: return toArray(a, c);
        case 2: return toArray(b, c);
    }
    throw new AssertionError(); // Can't get here
}

编译的时候，编译器创建了一个泛型可变数组将两个T实例传递给 toArray。 而这个数组的类型是Object[].

 

public static void main(String[] args) {
    String[] attributes = pickTwo("Good", "Fast", "Cheap");
}

 

会产生类型转化错误 因为无法将Object[]转化为 String[]。也就是之前所说的 不让其他不可信代码 获得这个数组的引用

8、正确的使用方法：

// Safe method with a generic varargs parameter
@SafeVarargs
static <T> List<T> flatten(List<? extends T>... lists) {
    List<T> result = new ArrayList<>();
    for (List<? extends T> list : lists)
        result.addAll(list);
    return result;
}

9、注意只能使用在不能复写的类上 在Java 8z中这个注解只能用在静态方法或是final实例方法上，Java9中静态实例方法也可以使用。

10：另一种选择：

// List as a typesafe alternative to a generic varargs parameter
static <T> List<T> flatten(List<List<? extends T>> lists) {
    List<T> result = new ArrayList<>();
    for (List<? extends T> list : lists)
        result.addAll(list);
    return result;
}

audience = flatten(List.of(friends, romans, countrymen));

static <T> List<T> pickTwo(T a, T b, T c) {
    switch(rnd.nextInt(3)) {
        case 0: return List.of(a, b);
        case 1: return List.of(a, c);
        case 2: return List.of(b, c);
    }
    throw new AssertionError();
}

public static void main(String[] args) {
    List<String> attributes = pickTwo("Good", "Fast", "Cheap");
}

 

Item 33 考虑各式各样类型安全的容器

1、有时候可能对于容器需要多个参数，这时可以将 键（key）参数化而不是容器 也就是说将一个原本单类型的容器 变成一个map。其中key存放类型（使用Class类） value存放原本的值：

// Typesafe heterogeneous container pattern - API
public class Favorites {
    public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance);
    public <T> T getFavorite(Class<T> type);
}

// Typesafe heterogeneous container pattern - client
public static void main(String[] args) {
    Favorites f = new Favorites();
    f.putFavorite(String.class, "Java");
    f.putFavorite(Integer.class, 0xcafebabe);
    f.putFavorite(Class.class, Favorites.class);
    String favoriteString = f.getFavorite(String.class);
    int favoriteInteger = f.getFavorite(Integer.class);
    Class<?> favoriteClass = f.getFavorite(Class.class);
    System.out.printf("%s %x %s%n", favoriteString,
    favoriteInteger, favoriteClass.getName());
}

// Typesafe heterogeneous container pattern - implementation
public class Favorites {
    private Map<Class<?>, Object> favorites = new HashMap<>();
    public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
        favorites.put(Objects.requireNonNull(type), instance);
    }
    public <T> T getFavorite(Class<T> type) {
        return type.cast(favorites.get(type));
    }
}

第一点 由于未绑定通配符并非是map 的而是内部key的因此可以将任何类型的放入。

第二点 其中 值（value）的类型是object.也就是说没有保证 键与值的类型关系，每个值的类型由它的键所表示。

第三点  getFavorite 使用了动态类型转化，根据类型取出的值是Object的让后将其转化为相应的 T 类型。

public class Class<T> {
    T cast(Object obj);
}

接受Object类型 返回T 类型。

// Achieving runtime type safety with a dynamic cast
public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
    favorites.put(type, type.cast(instance));
}

Favourite类不能存放非具体类，否则无法通过编译。因为List<>不管是什么参数类型其Class都是LIst.

对于子类的情况：

// Use of asSubclass to safely cast to a bounded type token
static Annotation getAnnotation(AnnotatedElement element,String annotationTypeName) {
    Class<?> annotationType = null; // Unbounded type token
    try {
       annotationType = Class.forName(annotationTypeName);
    } 
    catch (Exception ex) {
    　　throw new IllegalArgumentException(ex);
    }
    return element.getAnnotation(annotationType.asSubclass(Annotation.class));
}