TIPOS PARAMETRIZADOS CLASSES GENÉRICAS PARTE II

Transcrição

1 TIPOS PARAMETRIZADOS CLASSES GENÉRICAS PARTE II JAVA5 Tiger JAVA6 - Mustang ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

2 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

3 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

4 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS Objectivos: Sabermos desenvolver código genérico e reflexão. Temos que estudar mais sobre tipos genéricos. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

5 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS O wildcard E extends Tipo é obrigatório se pretendemos aceder aos métodos de Tipo para definir a nossa classe ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

6 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS O wildcard E extends Tipo é obrigatório se pretendemos aceder aos métodos de Tipo para definir a nossa classe ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

7 CRIAÇÃO DE CLASSES GENÉRICAS O wildcard E extends Tipo é obrigatório se pretendemos aceder aos métodos de Tipo para definir a nossa classe ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

8 CLASSES GENÉRICAS ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

9 TYPE ERASURE E CONFLITOS ELISÃO DE TIPOS PODE GERAR CONFLITOS public class DoisEmUm<T extends Alugavel, W extends Alugavel> { public void add(t prod) {.. }; public void add(w prod) {.. }; } Esta classe gera um erro de compilação! O compilador indicará que os métodos add(t) e add(w)têm a mesma assinatura após elisão de tipos. De facto ambos têm assinatura: void add(alugavel) ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

10 TYPE ERASURE E CONFLITOS A classe seguinte não tem conflitos após elisão public class DoisEmUm<T extends Alugavel, W extends Video> { public void add(t prod) {.. }; public void add(w prod) {.. }; } Esta classe não gera erro de compilação! O compilador sabe que os métodos add(t) e add(w) não têm a mesma assinatura após elisão de tipos. void add(alugavel) versus void add(video) ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

11 WILDCARDS - Exemplos TABELA DA HIERARQUIA DE Pair<Long, Object> ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

12 EXEMPLOS EXERCÍCIO: Qual o resultado do seguinte código? List<String> l1 = new ArrayList<String>(); List<Ponto> l2 = new ArrayList<Ponto>(); System.out.println(l1.getClass() == l2.getclass()); List l1 = new ArrayList<String>(); List<String> l2 = (List<String>) l1; ArrayList<String> l1 = new ArrayList<String>(); boolean resp = l1 instanceof ArrayList<String>; ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

13 MAIS RESTRIÇÕES O tipo dos componentes de um objecto array não pode ser uma variável de tipo nem um tipo parametrizado, mas pode ser? List<String>[] l1 = new List<String>[20]; // KO! List<T>[] l2 = new List<T>[12]; // KO! List<?>[] l3 = new List<?>[10]; // OK! Cofre<?>[] cf = new Cofre<String>(); // OK! cf.guarda( abc ); // KO! String s = cf.consulta(); // KO! Object o = cf.consulta(); // OK! String cfstr = cf.tostring(); // OK! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

14 WILDCARDS - Exemplos Pretende-se um método capaz de imprimir uma qualquer lista. 1) List public void printlista(list l) { Iterator i = l.iterator(); while(i.hasnext()) out.println(i.next()); } List lst = new ArrayList(); lst.add(new Integer(10)); lst.add(new Ponto(2,3)); lst.add( abc ); printlista(lst); // OK! Object o = lst.get(0); // OK! String s = lst.get(i); //??? ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

15 WILDCARDS - Exemplos Pretende-se um método capaz de imprimir uma qualquer lista. 2) List<Object> public void printlista(list<object> l) { for(object o : l) out.println(o); } List<Object> lst = new ArrayList<Object>(); lst.add(new Integer(10)); lst.add(new Ponto(2,3)); List<String> nomes = new ArrayList<String>(); nomes.add( rui ); nomes.add( ana ); printlista(lst); // OK! printlista(nomes); // KO! Object o = lst.get(0); // OK! String s = lst.get(i); // KO! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

16 WILDCARDS - Exemplos Pretende-se um método capaz de imprimir uma qualquer lista. 3) List<?> supertipo de List<> public void printlista(list<?> l) { for(object o : l) out.println(o); } List<?> nomes = new ArrayList<String>(); nomes.add( abc ); // KO! nomes.add(null); // OK! List<String> nomes1 = new ArrayList<String>(); nomes1.add( rui ); nomes1.add( ana ); nomes = nomes1; // OK! printlista(nomes); // OK! Object o = nomes.get(0); // OK! String s = nomes.get(i); // KO! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

17 WILDCARDS - Exemplos Os wildcards ilimitados? Têm-se revelado de muito pouca Utilidade. Há porém situações em que a sua utilização se Mostra vantajosa e de semântica clara. public void printlista(list<?> l) { for(object o : l) out.println(o); } public void setfirst(pair<a,?> p) { first = p.getfirst(); }? = irrelevante ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

18 WILDCARDS - Exemplos NOTA: extends é sobrecarregado com a semântica de implements!! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

19 WILDCARDS - Exemplos NOTA: extends é sobrecarregado com a semântica de implements!! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

20 TYPE ERASURE - PASSOS O processo de type erasure é uma tradução de código JAVA Genérico para código Java normal. O processo completo baseia-se em três fases distintas: A) Elisão dos parâmetros de tipo: O compilador remove todas as ocorrências dos tipos parâmetro genéricos (em especial com wildcards) e faz a sua substituição pelo tipo limite inferior ou pelo tipo Object se o tipo não tiver limites. B) Elisão dos Argumentos de tipo: O compilador substitui cada tipo parametrizado pelo respectivo raw type, cf. List, Set, etc. C) Métodos Bridge ou adaptadores são introduzidos Estes métodos redefinem os métodos dos supertipos. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

21 TYPE ERASURE - PASSOS Os tipos reificáveis não sofrem type erasure, ou seja, possuem representação em tempo de execução (dinâmica). Apenas tipos reificáveis podem ser usados em expressões com instanceof. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

22 TYPE ERASURE - TABELA ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

23 MÉTODOS BRIDGE São métodos sintéticos que o compilador gera durante o processo de type erasure, em geral quando um tipo implements ou extends uma interface ou classe parametrizada interface Comparable<A> { int compareto(a param); } class ValorNum implements Comparable<ValorNum> { private byte valor; public ValorNum(byte val) { valor = val; } public byte getvalor() { return valor; } public int compareto(valornum valp) { return valor valp; } } PROBLEMA: Como fica o código após type erasure? ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

24 MÉTODOS BRIDGE interface Comparable { } int compareto(object param); class ValorNum implements Comparable { private byte valor; public ValorNum(byte val) { valor = val; } public byte getvalor() { return valor; } public int compareto(valornum valp) { return valor valp; } public int compareto(object valp) { // bridge return this.compareto((valornum) valp); } } Nota: O compilador garante que os métodos bridge não são invocáveis. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

25 MÉTODOS GENÉRICOS Ficou já claro que é um erro de principiante usar Object como parâmetro de colecções cf. Collection<Object> Vamos ver que a utilização de Collection<?> também gera Muitos problemas. Considere-se o método que copia um array para uma colecção: static void arraytocoll(object[] a, Collection<?> c) { for(object o : a) c.add(o); } O método não funciona pois dá um erro de compilação! Como resolver o problema? Usar métodos genéricos que são métodos parametrizados por um ou mais parâmetros de tipo. static <T> void arraytocoll(t[]a, Collection[T] c) {.. } ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

26 MÉTODOS GENÉRICOS static <T> void arraytocoll(t[] a, Collection<T> c) { for(t o : a) c.add(o); } Na invocação do método não é necessário passar nenhum tipo argumento! O compilador faz inferência de tipos!! Object[] ao = new Object[100]; Collection<Object> co = new ArrayList<Object>(); arraytocoll(ao, co); // T := Object Integer[] ai = new Integer[100]; Double[] ad = new Double[100]; Collection<Number> cn = new ArrayList<Number>(); arraytocoll(ai, cn); // T := Number arraytocoll(ad, cn); // T := Number arraytocoll(ai, co); // T := Object ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

27 MÉTODOS GENÉRICOS Questão: Quando se deve usar wildcards e quando usar métodos genéricos? Vejamos o que se passa em JCF. interface Collection<E> { public boolean constainsall(collection<?> c); public boolean addall(collection<? extends E> c); } Usando métodos genéricos teríamos: interface Collection<E> { public <T> boolean constainsall(collection<t> c); public <T extends E> boolean addall(collection<t> c); } // variáveis de tipo também podem ter limites ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

28 MÉTODOS GENÉRICOS Nos métodos containsall e addall o tipo parâmetro T é Usado apenas 1 vez, ou seja, o tipo de resultado não depende do tipo argumento e há apenas 1 tipo argumento. Assim, o tipo parâmetro está a ser usado apenas por razões De polimorfismo. Wildcards => subtipos. Porém, os métodos genéricos permitem que tipos parâmetro Possam ser usados para expressar dependências entre os Tipos argumento de um método e o seu tipo resultado. Se tal dependência nâo existe então não se deve usar métodos genéricos. interface Collection<E> { public boolean constainsall(collection<?> c); public boolean addall(collection<? extends E> c); } ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

29 MÉTODOS GENÉRICOS Por vezes é necessário usar métodos genéricos e também wildcards. Pair<S, T> public <A extends S> void setfirst(pair<a,?> p) {.. } Collections public static <T, S extends T> void copy(list<t> dest, List<S> src) {.. } Enquanto T é usado emd dest e como limite de S, S é livre, nada De pende de S. Assim, S pode ser substutído por?. public static <T> void copy(list<t> dest, List<? extends T> src) {.. } ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

30 WILDCARD CAPTURE ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

31 WILDCARD CAPTURE ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

32 WILDCARD CAPTURE Um wildcard é em geral compatível com um conjunto de Tipos. Quando instanciado com um tipo argumento, deixa de ser uma incógnita. O compilador de Java associa ao tipo efectivo um identificador interno de nome capture of? QUE REFAZER O CÓDIGO DO MÉTODO UTILIZANDO UM MÉTODO GENÉRICO. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

33 WILDCARD CAPTURE O método inverte_aux() serve de front-end para a captura do tipo. Note-se que o tipo concreto não existe em tempo de compilação, mas há um identificador interno para ele. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

34 WILDCARD CAPTURE ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

35 WILDCARD CAPTURE Mesmo sabendo tudo isto, ainda assim por vezes há surpresas. Captures são diferentes!! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

36 CLASS<T> A partir de JAVA5 a classe java.lang.class passou a ser uma classe genérica definida como Class<T>; O tipo parâmetro T representa o tipo que uma instância desta classe representa. String.class é do tipo Class<String> O método newinstance() de Class<T> devolve agora um T em vez de um Object, pelo que é possível criar instâncias de uma classe qualquer de forma segura usando o mecanismo de reflexão. String s = String.class.newInstance(); T t = T.class.newInstance(); ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

37 CLASS<T> - API ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

38 CLASS<T> - REFLEXÃO ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

39 CLASS<T> - REFLEXÃO arrays vazios!! ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

40 CLASS<T> - REFLEXÃO Assim já poderemos criar instâncias dos tipos parâmetro. Mas não funciona porque os tipos parâmetro de classes genéricas não possuem classe literal. Temos que usar a sua Classe<T>. ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

41 REFLEXÃO FACTORY METHODS Para evitar que o utilizador tenha que escrever código muito Redundante como: A solução é criar um factory method que encapsule todo o processo. Tipos são automaticamente inferidos! A criação de uma instância passará a ser: ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins

42 FACTORY METHODS Por tudo isto a maior parte dos exemplos sobre Factory Methods que podem ser encontrados na Net estão obsoletos!! A utilização de factory methods torna-se evidente por exemplo Quando se usam os novos tipos enumerados de JAVA5. Passamos a ter a forma NomeClasse.factoryMethod() em vez da usual forma baseada em new construtorclasse(). ARQUITECTURAS DE SOFTWARE F. Mário Martins