Generic — продолжаем путешествие

Generic — предки и наследники

В предыдущей главе Коллекции – базовые принципы мы написали пример для сортировки, где были вынуждены создать ДВА метода для печати коллекции. Думаю, что вы уже оценили это как не самый лучший вариант — совершенно с вами согласен. Давайте несколько модифицируем наш пример и на его основе узнаем новые возможности generic. Создадим очень простой класс с одним полем — BasicClass

И двух наследников этого класса — MyClass1 и MyClass2.

Теперь сделаем очень простой пример, в котором заполним коллекции из двух классов-наследников и сделаем метод, который печатает поле name класса BasicClass. Думаю, что это несложно и должно быть понятно.

Что здесь важно отметить — в метод printCollection мы в качестве аргумента передаем список и (ЧТО ВАЖНО) мы не указали тип элементов. Это нехорошо, т.к. мы можем передать тогда ЛЮБУЮ коллекцию в метод printCollection, хотя рассчитываем ТОЛЬКО на наследников BasicClass. Что же делать ? Первое решение, которое приходит в голову — воспользоваться полиморфизмом и сделать так:

Очень даже красиво, но что мы видим выше метода ? Ошибка. Компилятор отказывается принимать коллекции, которые типизированы наследниками класса BasicClass. Вот так незадача. Оказывается, generic не подчиняется законам полиморфизма. Т.к. у нас пример простой, то мы можем попытаться перехитрить компилятор и создавать коллекции, которые типизируются классом BasicClass.

Это работает. Но мы можем использовать list1 и list2 как коллекцию элементов класса BasicClass, а нам надо эти коллекции различать — одна для класса MyClass1, другая — для MyClass2. Иначе это не комильфо. Ну сами посудите — мы по сути приближаемся к варианту без generic вообще. Если почитать документацию, то можно найти вот такое решение:

Посмотртие внимательно на объявление метода printCollection — мы подставили знак «?» в угловые скобки. И наш код стал компилироваться. Знак «?» позволяет сказать, что мы готовы принимать любой класс внутри нашего списка. Это конечно прогресс, но как-то не совсем радует — этот вариант мало отличается от полностью нетипизированной коллекции. В общем тоже не так, как реально хочется. А хочется научить компилятор понимать, что мы хотим передавать в метод printCollection список, элементы которого являются НАСЛЕДНИКАМИ BasicClass. И generic предлагает такое решение. Смотрим новый вариант и сосредоточим наше внимание опять на объявление метода printCollection.

Вот оно, самое красивое и элегантное — мы принимаем не просто коллекцию, а коллекцию классов, которые являются наследниками класса BasicClass. В этом нам помогает вот такая конструкция:

Наш метод принимает список, элементы которого являются наследниками класса BasicClass. То, что нам надо. С одной стороны мы можем передавать наследников (до любого колена), с другой — у нас есть ограничение. Я не смогу передать в метод printCollection список с элементами типа String или Integer. Более точные правила, более жесткие контракты — меньше ошибок в большом и сложном проекте. Есть контакт.

Мы познакомились с вариантом типизации с огрначинем базового класса. Но существует обратный вариант ограничения — когда вы сможете передавать с коллекцию только те классы, которые являются ПРЕДКАМИ. Я такую стуацию за всю свою практику пока не встречал. Но возможно вам она будет полезна. Так что не буду подробно рассказывать об этой конструкции — просто предлагаю в качестве примера посмотреть код:

Теперь в метод printCollection можно передавать коллекцию элементов, которые являются ПРЕДКАМИ класса MyClass2 (ну или им самим). Обратите внимание, как мне пришлось изменить типизацию переменой list1 — теперь там предок. Если вы попробуете использовать класс MyClass1 — у вас будет ошибка компиляции.

Generic — типизируем методы

Я не думаю, что вы часто будете сталкиваться с такой конструкцией в самом начале своей профессиональной деятельности, но не сказать о ней я не могу (да и не хочу). Эта конструкция на самом деле встречается не так уж редко — например, это касается такого достаточно известного пакета как Spring Framework.
Штука в том, что вы можете типизировать не только классы, но и ОТДЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ. Я не уверен, что сейчас смогу вас убедить, что это весьма удобно, но саму конструкцию продемонстрирую.

В этом примере вы можете видеть два момента:

  1. Объявление типизированного метода. Вот такое вот хитрое объявление. После слова public вы указываете, что метод типизирован — опять наш символ «T» в угловых скобках (надеюсь, вы помните, что может быть и другое название). После него стоит просто «T» — это уже говорит, что мы возвращаем объект типа «T». Аргументы тоже типизированы — элемент и коллекция.
  2. Пример вызова нашего метода для разных типов — String и Integer.

Вы можете спросить — так в чем же тут весь цимес ? В типизации метода «на лету». Я передаю в метод строку — и все внутри метода начинает работать со строкой. Передаю число — и тот же самый метод работает теперь с числом. Причем это только метод и никаких классов. Идея такая же, как и с типизацией классов, но локальнее — только один метод. Лаконично и удобно.

Коллекции — больше подробностей

В этом разделе мы попробуем посмотреть более подробно на некоторые классы, о которых говорили раньше. Будем рассматривать их в разрезе интерфейсов List, Set и Map. Давайте и начнем.

Интерфейс List

Как я уже говорил, самыми главными особенностями этого интерфейса являются следующие:

  • Однозначный порядок элементов — в каком порядке вставляли, в таком они и будут
  • Возможность добавлять одинаковые объекты
  • Доступ к элементу на определенной позиции
  • Возможность перемещаться по списку как от головы к хвосту, так и от хвоста к голове

В реальных проектах коллекции типа List используются очень часто, так что постарайтесь как можно быстрее к ним «привыкнуть» — эти классы должны стать для вас рабочими лошадками, которые надо уметь использовать.
Продемонстрируем на примере те функциональные возможности, которые предлагает интерфейс List

В качестве самых распространенных классов, которые реализуют интерфейс List я бы назвал следующие: java.utilArrayList, java.util.Vector, java.util.LinkedList. Первый и второй классы основаны на массивах и имеют одинаковые достоинаства и недостатки — быстрый доступ к эдементу по индексу и не самый быстрый алгоритм при добавлении новых элементов. java.util.Vector является потокобезопасным — об этом мы будем говорить в дальнейшем. java.util.LinkedList — это связный список, который позволяет быстро добавлять, но поиск по индексу зависит от размера коллекции.
Также я бы обратил ваше внимание на класс java.util.Stack — реализация стека (LIFO). В некоторых задачах бывает очень удобно использовать такую структуру.

Интерфейс Set и SortedList

В отличии от интерфейса java.util.List эти интерфейс java.util.Set не гарантирует вам порядок и не позволяет вставить одинаковые элементы в коллекцию. Наиболее популярными классами на мой взгляд являются следующие:

  • HashSet — коллекция позволяет дотаточно быстро получить доступ к объекту по хеш-коду
  • TreeSet — это наследник интерфейса SortedSet. И этот интерфейс сортирует все элементы и накладывает на них ограничение — они должны реализовать интерфейс Comparable — мы уже с ним сталкивались, когда говорили о сортировке
  • LinkedHashSet — достаточно любопытный класс, который СОХРАНЯЕТ порядок вставленных элементов и НЕ МЕНЯЕТ их порядок, если элемент вставляется повторно.

Можете самостоятельно разобрать пример

Как видите, мы сначала заполняем элементы от «Строка 5» до «Строка 1», а потом делаем повторную вставку, но в другом порядке. Порядок элементов в самой коллекции при этом не меняется. Попробуйте сделать наоборот — сначала заполнить коллекцию элементами от «Строка 1» до «Строка 5» — посмотрите, что получится.

Интерфейс Map

Самое главное в этом интерфейсе (как и в любом другом) выделить самое главное его предназначение. В данном случае это возможность получить доступ к нужному объекту из множества объектов по ключу. Например, при регистрации на сайте у вас запрашивают e-mail, который часто является логином. Также вы можете ввести некоторую дополнительную информацию — имя, фамилию, какие-то данные о дате рождения, области ваших интересов и прочая. Но ключом (и в прямом и переносном смыслах) ко всему этому пакету информации является ваш e-mail/логин.
Если у вам необходимо работать с группой информационных блоков с таким свойством, то Map явялется очень удобной структурой. По сути вы можете всегда спросить у такого класса: «дай объект по такому ключу». И если такой объект есть — вам отдадут нужный объект. Причем важно отметить следующее — ключ в пределах коллекции должен быть уникальным. Хотя есть реализации других разработчиков, которые это ограничение обходят. А вот объект под разными ключами может регистрироваться несколько раз.
В итоге, наиболее интересными для Map являются два метода:

  1. get — получить объект по ключу
  2. put — поместить объект с ключом в коллекцию. Если такой ключ уже есть, то старый объект будет заменен на новый

Как и любая коллекция, Map тоже позволяет пройтись по списку своиъ элементов — причем как по ключам, так и величинам. И даже по парам/двойкам — ключ/значение. Для такого доступа соответсвенно используются методы keySet(), values(), entrySet().
Давайте не будем растекаться мыслью по древу и посмотрим несложный пример, который демонстрирует основные операции при работе с Map.
В нашем примере мы создадим коллекцю из объектов типа WebSiteUser, у которого ключом будет поле e-mail

Суть примера — показать, как пользоваться основными методами интерфейса Map. В примере мы использовали класс java.util.HashMap. Существуют еще несколько реализаций — например TreeMap, Hashtable, ConcurrentHashMap. Думаю, что вы можете самостоятельно помсотреть их опимсание в документации и понять их особенности, которые пригодяться вам в той или иной ситуации.

Класс Properties

Класс Properties — одна из реализаций интерфейса Map, которая имеет ряд особенностей и выполняет достаточно интересную роль — с его помощью можно легко создавать конфигурационные файлы и к тому же создавать программы, которые поддерживают многоязычность. Сначала посмотрим вариант с конфигурационным файлом. Для этого класса конфигуарционный файл — это обычный текстовый файл, в котором свойства хранятся в виде ключ/значение через знак «=». Вот так выглядит такой файл:

Рассмотрим небольшой пример, который продемонстрирует нам как работать с конфигурационным файлом, а потом мы увидим как можно сделать наше приложение многоязычным. Пример конечно же не может претендовать на роль идеального, но думаю, что он донесет основные принципы — а это для меня главное.
Для начала мы создадим графическое приложение, у которого будет форма в двумя кнопками. Наша задача — сделать текст на этих кнопках настраиваемым через конфигурационный файл. Если бы мы создавали наше приложение без возможности конфигурации, то оно могло бы выглядеть как-то так:

Как видите, текст на кнопках жестко «прошит» в коде. Давайт воспользуемся нашим конфигурационным файлом, который поместим в корневую папку с нашим классом. Если вы создаете проект в NetBeans или в иной IDE, то этот файл должен лежать непосредственно в папке с проектом. Вот наш конфигурационный файл с именем simple.properties

Модифицированный пример с комментариями. Работу с файлами мы пока не проходили, но примите эту конструкцию пока на веру. Когда мы будем проходить файловые операции, мы раскроем, что и как.

Как видите никаких сложностей нет — просто загрузили файл и он сам разобрался на составные части. Удобно.

Доступ к конфигурации через ресурсы

У меня были сомнения по поводу этого раздела — мы еще не так много прошли, но я подумал, что будет не страшно, если мы какие-то моменты пока просто примем как есть (та же загрузка из файла). Давайте поступим также и в случае с понятием «ресурс». Если не отвлекаться далеко и глубоко, то ресурсом является какая-либо информация в файле (текстовом, графическом или ином), который составляет с нашими классами одним целым. Т.е. есть классы и вместе с ними есть ресурсы, которые этим классам нужны. Ключевым моментом в этой ситуации являетя универсальность доступа — т.к. файлы/ресурсы и классы как бы одно целое, то они могут перемещаться вместе и что самое интересное — путь к этим ресурсам будет всегда начинаться от корня расположения классов. Т.е. положили мы наши классы и конфигурационный файл в папку Lesson и получили вот такое дерево:

Если вы (как и я в даном курсе) разрабатываете примеры в NetBeans, то файл simple.properties должен лежать в той же папке, что и файл PropertiesExample.javasrc/edu/javacourse/collection. При сборке он будет помещен вместе с классами. Теперь мы можем обращаться уже к РЕСУРСУ simple.properties иначе. Смотрим код:

Обратите внимание на то, что к ресурсу путь указывается через точку и мы не указываем расширение файла «properties».
В NetBeans вы можете заглянуть в папку build/classes — там вы увидите как раз ту структуру, которую я уже показывал

В принципе пока достаточно будет осознать, что в случае, когда вам в приложени требуется какой-то ресурс — картинка, текст, свойства — то это отличный кандидат на «ресурс». Такой файл надо размещать возле классов и обращаться к нему через ResourceBundle.

Многоязычные ресурсы

Допускаю, что данный раздел несколько опережает события, но раз мы уж едобрались до понятия «ресурс», то приведу пример и многоязычности. Возможно, что мы еще вернемся к этому разделу, но раз уж так сложилось — не буду отказываться. Если что — напишите, что вам это не понравилось. Я постараюсь это учесть.
Итак, Java предоставляет механизм многоязычных свойств. Делается это достаточно просто. Существует специальный класс java.util.Locale. Этот класс содержит настройки, которые характеризуют тот или иной язык (и даже культуру) — например, написание даты в США и в России сильно отличаются — в США месяц/день/год, в России — день.месяц.год. Существует даже термин «локаль», который говорит, под каким «языком» вы работаете — русская локаль, английская локаль.
Каждая локаль имеет краткое название. Например английская — «us». Русская — «ru». Но т.к. например, английская локаль имеет распространение в нескольких странах, то существует еще более «точная настройка». Например США — en_US, Канада — en_CA, Великобритания — en_GB. Есть даже третий уровень, но он встречается уже редко.
Так вот — когда вы загружаете ресурс, то он загружается согласно определенным правилам.

  1. Определяется текущая локаль — по умлочаанию ваша операционная система всегда имеет локаль. Вот такой вызов покажет вам, кака я локаль используется по умолчанию
  2. К имени ресурса прибавляется локаль и сначала ищется файл с таким именем. Например локаль по умолчанию — en_US (для анлийского языка и США). В этом случае на самом деле сначала мы будем искать файл simple_en_us.properties. Если не найдем — будем искать simple_en.properties. И только потом simple.properties
  3. .

Давайте создадим три конфигурационных файла:
simple.properties

simple_en.properties

simple_en_us.properties

Ну и сам класс, который загружает ресурс с указанием локали

В качестве самостоятельной работы попробуйте изменять локаль и удалять файлы.
ВАЖНО !!! При работе с локализацией есть один момент — если вы собираетесь использовать русские буквы, то вы не сможете писать из напрямую. Вам необходимо использовать никоды для русских букв. Например, если в русской локали заголовоки кнопок хотелось бы сделать такими:

то в реальности файл будет выглядеть вот так:

Не очень красиво и понятно, но не волнуйтесь. Во-первых тот же NetBeans отслеживает такую ситуацию автоматически. IDEA тоже — правда ей надо об этом сказать в настройках. Во-вторых — в составе JDK существует даже специальная утилита native2ascii, которая преобразует файл с русскими буквами в такой вот цифровой код.

Домашнее задание

Сделайте русскую локализацию нашего примера с кнопками. Удачи.

И теперь нас ждет следующая статья: Список контактов — GUI приложение.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code class="" title="" data-url=""> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong> <pre class="" title="" data-url=""> <span class="" title="" data-url="">

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.