JavaRush/Помощь по Java задачам/Почему сужение и расширение типов называются именно так?

39 уровень

Почему сужение и расширение типов называются именно так?

Решен

Пример из лекции:

class Animal
{
  public void doAnimalActions(){}
}
class Cat extends Animal
{
  public void doCatActions(){}
}
class Tiger extends Cat
{
  public void doTigerActions(){}
}


public static void main(String[] args)
{
  Object obj = new Tiger();
  Animal animal = (Animal) obj;
  Cat cat = (Cat) obj;
  Tiger tiger = (Tiger) animal;
  Tiger tiger2 = (Tiger) cat;
}

Если мы в Tiger добавим новые методы конкретно для тигра, то строчка Tiger tiger = (Tiger) animal означает, что наш animal приобретет новы методы. То есть его функционал расширится. Но это называется сужением типа. Почему? Тип сужается в каком-то другом смысле?

Комментарии (27)

популярные
новые
старые

Для того, чтобы оставить комментарий Вы должны авторизоваться

Михаил

Уровень 41

12 июля 2021, 07:07

есть предмет "логика" - рисуем круг, это кошка. внутри него рисуем меньше круг, это тигр. все тигры являются кошками, но не все кошки являются тиграми. а теперь "природа" определение кошачих по минимому. 4 лапы, шерсть хвост, поведение(это грубо), расширим если большая и рычит и полосатая то это тигр. вот тебе и расширили кошку до тигра. отбросив последнее оптсание, будет кошка, то есть сужение типа.

Уровень 39

12 июля 2021, 07:11

Это очевидно. Не очевидно (лично для меня) то, что если мы ссылку на тигра присвоим в переменную "кошка", то это называется расширением типа, хотя тигр при этом потеряет свои уникальные свойства и методы

Михаил

Уровень 41

12 июля 2021, 07:29

я через такое понял : List<String> list = new ArrayList<>(); List это интерфейс, ты декларирушь основание, а дальше ты создаешь реализацию листа. и так же кошка. ты говортшь, хочу объект типа кошка и дальше создаешь или кошку или тигра.

JustinianJudge в Mega City One

Master

12 июля 2021, 07:36

решение

Расширение - это приведение к более общему типу. Сужение - это приведение к более конкретному типу. Есть иерархия: Живое существо Человек Студент Мария Петрова Что является более общим типом? Студент или Человек? Более общим типом является Человек. Здесь путаница состоит в том, что путаются два понятия: Расширения типа - и расширение функциональности Расширение типа, это переход от меньшего уровня абстракции к большому. При расширении типа вообще никого не интересует, сколько и какие методы и где есть. Самое главное это ТИП. Мария Петрова - конкретный тип Студент - более абстрактный Человек - еще более абстрактный Живой организм - еще более абстрактный. Движение по уровням абстракции вверх называется Расширением. А функциональность это другое, ну бывает, что у подтипа есть свой уникальный набор методов. Но это далеко не всегда так. Возможно так получится запомнить - попробуй противопоставить эти две вещи: расширение типа (о чем говорится приведении) и расширение функциональности. Расширение - обобщение типа (от конкретного Ивана к Студенту, от Студента к Человеку) Сужение - уточнение типа (от человека к студенту, от студента к конкретному человеку - Маше или Васе) Когда говорят в программировании о расширении ТИПА, то имеют ввиду именно работу с типом, и повышение/понижение уровня абстракции НЕЗАВИСИМО от количества доступны методов и различных других атрибутов класса.

Уровень 39

12 июля 2021, 07:48

Спасибо большое!! Стало всё понятно с: Когда читала, промелькнула мысль, что "расширение" = "приведение к более общему типу", а "сужение" = "приведение к более частному типу", при этом никак не учитываются возможности объектов (становится их больше или меньше или остаются без изменений), но не была уверена

Уровень 39

12 июля 2021, 08:10

А можете, пожалуйста, подробнее подсказать по сужению типов? Изначально я это вижу так, что любой "общий тип" можно положить в один из его "конкретных типов". Но ниже в ветке с Ксенией, кажется, что я не права. Немного не уловила суть:

Object obj = new Tiger();
Animal animal = (Animal) obj;
/*так мы можем,
тк в переменной obj находится объект Tiger,
а Tiger можно положить в Animal
*/

Cat cat = new Cat();
Tiger tiger = (Tiger) cat;
/* так мы не можем,
тк в переменной Cat находится объект Cat
и его нельзя поместить в переменную Tiger

вот тут как раз и не понимаю,
мне кажется, что так можно и это будет сужением типа,
но, кажется, будет ClassCastException (пока не проверила)
*/

То есть говоря о сужении типа мы не можем положить любой "общий тип" в "конкретный тпи" ?

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 08:15

Если посмотреть на иерархию, которую предложил Justinian - мы можем про любого студента сказать что это человек, но разве всякий человек при этом является студентом? или Марией Петровой?

Уровень 39

12 июля 2021, 08:27

Я так понимаю, сужение заключается в том, что студент является и студентом, и человеком. И когда мы сужаем тип, то мы рассматриваем студента только как человека, т.е. очень обобщенно. Так же и Мария Петрова. Мы можем рассматривать её как конкретную личность, со своими особенностями, а можем "сузить тип" и рассматривать её только как человека (любому человеку нужна еда, сон итд)

JustinianJudge в Mega City One

Master

12 июля 2021, 08:30

Для иерархии Animal Cat Tiger Посмотрим код:

Animal animal = new Tiger();
Tiger tiger = (Tiger) animal;

здесь все ок. У нас переменная animal содержит ссылку на Тигра При проведении операции сужения/расширения МЫ НЕ РАБОТАЕМ С ОБЪЕКТАМИ! Мы ничего не делаем экземплярам объектов, они ничего не знают о наших сужениях/расширениях. Мы работаем с переменными. Переменные ссылочного типа хранят ссылку на объекты. И поскольку джава строго типизированный язык, то для Переменной типа Кот, можно хранить только Кота. Но при помощи Расширения/Сужения мы можем делать в некоторых пределах манипуляции. Например:

Animal animal = new Tiger();

У нас переменная типа Животное, но указывает она на объект Тигр

Tiger tiger = (Tiger) animal;

здесь мы фактически помещаем тигра в тигр, просто об этом явно говорим компилятору. А в этом случае:

Tiger tiger = (Tiger) new Cat();

или

Animal animal = new Cat();
Tiger tiger = (Tiger) animal;

Мы пытаемся сузить Кота. НО, Тигр это Кот (Кошачьи). Пума это Кот Ягуар это Кот Гепард это Кот Леопард это Кот и тд И мы пытаемся сказать что Кошачьи это Тигр. Но это неправильно. ведь вот здесь: Cat cat = .... может быть что угодно, не только тигр. А к Тигру мы можем привести только Тигра. Ведь у тигра может быть специальный метод, например РычатьКакАмурскийТигр а мы ягуаров, пуму и леопарда будем пытаться привести к этому типу. А они умеют рычать как Амурский тигр? Нет. Они не имеют этой функциональности. Поэтому суть сужения, что мы берем расширенного ранее тигра и ВОЗВРАЩАЕМ его в родные пенаты. Но он должен быть Тигром. Именно поэтому расширения неявное - любой Тигр это Кошачьи. Но сужение требует явного приведения - Не всякий из кошачьих - Тигр

JustinianJudge в Mega City One

Master

12 июля 2021, 08:31

полезный

Если мы присваиваем переменной типа Тигр ссылку на какой-то объект, мы должны на 100% уверены, что тот объект является либо экземпляром класса Тигр. Либо кто-то с его наследников. ( маленькие тигрята тоже являются тиграми. Классы которые являются наследниками класса Родителя, содержат их методы, а значит любой наследник Тигра может рычать как Тигр) Во всех остальных случаях будет ClassCastException

JustinianJudge в Mega City One

Master

12 июля 2021, 08:48

полезный

Я так понимаю, сужение заключается в том, что студент является и студентом, и человеком. И когда мы сужаем тип, то мы рассматриваем студента только как человека, т.е. очень обобщенно. Сужение = уточнение. Расширение = обобщение Студент -> Человек обобщение , это расширение ---------------------- Так же и Мария Петрова. Мы можем рассматривать её как конкретную личность, со своими особенностями, а можем "сузить тип" и рассматривать её только как человека (любому человеку нужна еда, сон итд) --------------- это не сужение, это расширение. Просто задумайся, что шире, как понятие Петрович с подьезда или Человек? :) Это Человека мы можем сузить к Петровичу. Давай просто посмотрим это со стороны "Мы сужаем Марию Петрову к Человеку", ты же понимаешь, что она должна быть СверхЧеловеком , Богом или Инопланетянином, чтобы мы смогли ее сузить к Человеку, который может быть художником, полководцем, генералом, гением, ученым. И мы к этому всему сужаем Марию Петрову :)) Кем же она тогда была до сужения ) Человек это очень широкое понятие. Если мы сужаем к Человеку, значит Мария Петрова шире чем Человек. СверхЧеловек. Забудь о функциональности и ее объеме. Расширение сужение это об уровне абстракции. Более абстрактно - расширение Менее абстрактно - сужение. Если мы повышаем уровень абстракции мы расширяем Если мы понижаем уровень абстракции мы сужаем. Не привязывайся к функциональности и какие методы имеет Человек, какие Студент. Для джавы не количество методов имеет значения. А совместимость по типам.

Уровень 39

13 июля 2021, 06:10

Получается, что говоря про сужение типов верна такая "формула": Tiger tiger = (Tiger) *переменная, которая содержит ссылку на объект типа Tiger или его класса-наследника* Human human = (Human) *переменная, которая содержит ссылку на объект типа Human или его класса-наследника* А все "вышестоящие классы" (классы-родители) уже не подходят. Верно уловила?

Уровень 39

13 июля 2021, 06:31

И получается, что такт, если мы пишем:

Object obj = new (Tiger);
Animal animal = (Animal) obj

То мы также говорим о сужении типа, потому что рассматриваем переменные, а не объекты. А тип переменной obj выше по уровню абстракции, чем тип переменной animal, значит мы спускаемся вниз = сужаем. Верно?

JustinianJudge в Mega City One

Master

13 июля 2021, 07:35

решение

А все "вышестоящие классы" (классы-родители) уже не подходят. Верно уловила?

Да, не подходят именно в связи с разной функциональностью классов. Из-за того что более низоуровневые классы, могут иметь более широкую функциональность, такое приведение невозможно. Например Человек может Существовать, Жить, Умирать, Кушать. Музыкант экстендит Человек, он может игратьНаСкрипке А можем ли мы так сделать: Музыкант музыкант = человек; Можем, но только если в переменной человек будет Музыкант или наследники. Вот так можем: Человек человек = новый Музыкант(); Музыкант музыкант = человек; А вот так НЕ можем, будет ошибка: Человек человек = новый Строитель; Человек человек = новый Человек; Музыкант музыкант = человек; То есть вся идея сужения в том, что переменная может иметь широкий тип - но там фактически может быть нужный нам конкретный класс, именно поэтому компилятор требует явного приведения, чтобы мы были уверены что это именно так. если ближе к коду:

String s = (String) new Object();

будет ошибка. Почему? У String есть свои методы - length, isEmpty, trim, contains, startsWith и тд Класс Object этих методов не имеет. А значит, если мы поместим экземпляр класса, в котором нет реализации этих методов в переменную, то будет ошибка выполнения, когда мы попытаемся вызвать метод. Чтобы этого не было, прежде всего либо компилятор не даст привести несовместимые типы, либо в рантайме (во время исполнения) будет прежде всего брошена КлассКастОшибка, ошибка приведения. То есть все крутится вокруг переменных и их типа. Тип переменной опеределяет набор доступных методов. Поэтому компилятор будет следить тщательно, чтобы все совпаданло и в переменную типа Кот не попадала Собака.

Уровень 39

13 июля 2021, 07:41

спасибо большое!!

JustinianJudge в Mega City One

Master

13 июля 2021, 07:41

То мы также говорим о сужении типа, потому что рассматриваем переменные, а не объекты. А тип переменной obj выше по уровню абстракции, чем тип переменной animal, значит мы спускаемся вниз = сужаем. Верно?

да , все верно. Ни классы, ни экземпляры объектов не поддаются "расширению" и "сужению". Они существуют сами по себе и не изменяются в этом плане. Речь о переменных. ТипПеременной имяПеременной Cat cat = ... ТипПеременной говорит о том, какие методы мы можем вызывать у объекта, на который ссылается переменная. Поэтому сужение/расширение это речь о изменении набора методов, которые мы можем вызывать у конкретного объекта. И конечно в ряде случаев, мы можем сузить, например, расширенного до Животного Тигра, мы обратно делаем Тигра. А в ряде случаев нет - когда мы сужаем к Тигру Животное, а там на самом деле Носорог или Динозавр. Они же тоже животное. Но джава не даст это сделать, поскольку Динозавр и Носорог не имеют реализованных методов, которые должны быть у Тигра. А вот сам Тигр и все его наследники имеют эти методы. Поэтому расширение и сужение просто запомни, это связано с типом абстракции. Более широкий/абстрактный термин - расширение. Менее - сужение. Животное более широкое понятие чем тигр, значит Тигр -> Животное расширение. Расширение не требует явного приведения, поскольку в клетку для слона можно поместить и мышь, и собаку, и носорога. В большую коробку легко поместить маленькую. А вот сужение требует явного приведение, поскольку в клетку для мыши, мы не можем гарантированно поместить Животное. Может там мышь, тогда можем. А если там слон? Тогда нет. Это уже требует личного участия и контроля программиста, поэтому явное.

JustinianJudge в Mega City One

Master

13 июля 2021, 07:41

на здоровье ) успехов!

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 07:00

полезный

Потому что в переменную Tiger ты уже не сможешь поместить объект Cat. А в Cat можно поместитьи Cat, и Tiger, и любого другого наследника Cat.

Уровень 39

12 июля 2021, 07:08

Это, наверное, очевидно, но я никак не могу уловить. Мы ведь можем сделать как

Cat cat = new Tiger(); // тигр сможет реализовать только методы класса Cat

так и

Cat cat = new Cat();
Tiger tiger = (Tiger) cat; // кошка может реализовать и свои методы, и методы тигра

Уровень 39

12 июля 2021, 07:15

А! Тут, получается, "расширение" = "приведение к более общему типу", а "сужение" = "приведение к более частному типу", при этом никак не учитываются возможности объектов (становится их больше или меньше или остаются без изменений) ?

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 07:18

Cat cat = new Cat();
Tiger tiger = (Tiger) cat;

Вот так мы как раз не можем )

Уровень 39

12 июля 2021, 07:21

А это разве не будет тогда сужением типа? В лекции аналогичный (кажется) пример:

Object obj = new Tiger();
Animal animal = (Animal) obj;

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 07:24

Потому что в этом последнем примере у тебя в переменной obj находится объект Tiger. Tiger как раз можно положить в Animal (т.к. Animal - более "широкий" тип). А в твоем первом примере у тебя в переменной Cat находится объект Cat. И его нельзя поместить в переменную Tiger.

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 07:25

полезный

Когда мы говорим о расширении/сужении типа - речь именно о типе переменной. Изменить тип самого объекта в Java невозможно.

Уровень 39

12 июля 2021, 07:34

idea ошибки не выдаёт:

Ksenia VolkovaJava Developer в DXC

Master

12 июля 2021, 07:37

полезный

Ну так ClassCastException - это ошибка рантайма, а не компиляции. Попробуй поместить эти две последние строчки в main и запустить (желательно, сделав классы статическими для начала).

Уровень 39

12 июля 2021, 07:45

поэкспериментирую, спасибо!