使用泛型時使用可變參數

你好！在今天的課程中，我們將繼續學習泛型。碰巧這是一個很大的主題，但無處可去 - 這是該語言極其重要的部分:) 當您研究有關泛型的 Oracle 文件或閱讀 Internet 上的指南時，您會遇到這些術語不可具體化類型和可具體化類型。「可具體化」是個什麼樣的字？即使英語一切都很好，你也不太可能遇到它。我們來試試翻譯一下吧！ *謝謝谷歌，你幫了很多忙-_-* 可具體化類型是一種其資訊在運行時完全可用的類型。在 Java 語言中，這些型別包括基元、原始型別和非泛型型別。相反，不可具體化類型是其資訊在運行時被刪除且不可用的類型。這些只是泛型 - List<String>、List<Integer>等。

順便問一下，您還記得可變參數是什麼嗎？

如果您忘記了，這些是可變長度參數。當我們不知道到底有多少參數可以傳遞給我們的方法時，它們就會派上用場。例如，如果我們有一個計算器類別並且它有一個方法sum。sum()您可以將 2 個數字、3 個、5 個或任意數量的數字傳遞給該方法。sum()每次都重載該方法以考慮所有可能的選項，這會很奇怪。相反，我們可以這樣做：

public class SimpleCalculator {

   public static int sum(int...numbers) {

       int result = 0;

       for(int i : numbers) {

           result += i;
       }

       return result;
   }

   public static void main(String[] args) {

       System.out.println(sum(1,2,3,4,5));
       System.out.println(sum(2,9));
   }
}

控制台輸出：

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因此，當varargs與泛型結合使用時，有一些重要的特徵。我們來看看這段程式碼：

import javafx.util.Pair;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

   public static <E> void addAll(List<E> list, E... array) {

       for (E element : array) {
           list.add(element);
       }
   }

   public static void main(String[] args) {
       addAll(new ArrayList<String>(),  //  здесь все нормально
               "Leonardo da Vinci",
               "Vasco de Gama"
       );

       // а здесь мы получаем предупреждение
       addAll(new ArrayList<Pair<String, String>>(),
               new Pair<String, String>("Leonardo", "da Vinci"),
               new Pair<String, String>("Vasco", "de Gama")
       );
   }
}

此方法採用一個列表和任意數量的物件addAll()作為輸入，然後將所有這些物件加入列表中。在該方法中，我們調用我們的方法兩次。第一次我們新增了兩條常規行。這裡一切都很好。第二次我們增加兩個物件。在這裡我們突然收到一個警告： List<E>Emain()addAll()ListListPair<String, String>

Unchecked generics array creation for varargs parameter

這是什麼意思？為什麼我們會收到警告？這與警告有何關係array？Array- 這是一個數組，而我們的程式碼中沒有數組！讓我們從第二個開始。該警告提到了數組，因為編譯器將可變長度參數 (varargs) 轉換為數組。換句話說，我們方法的簽名是addAll()：

public static <E> void addAll(List<E> list, E... array)

它實際上看起來像這樣：

public static <E> void addAll(List<E> list, E[] array)

也就是說，在方法中main()，編譯器會將我們的程式碼轉換為：

public static void main(String[] args) {
   addAll(new ArrayList<String>(),
      new String[] {
        "Leonardo da Vinci",
        "Vasco de Gama"
      }
   );
   addAll(new ArrayList<Pair<String,String>>(),
        new Pair<String,String>[] {
            new Pair<String,String>("Leonardo","da Vinci"),
            new Pair<String,String>("Vasco","de Gama")
        }
   );
}

陣列一切都很好String。但對於數組Pair<String, String>- 不。事實上，Pair<String, String>這是一種不可具體化的類型。編譯期間，所有有關參數類型（<String, String>）的資訊都將被刪除。 Java 中不允許從不可具體化類型建立數組。如果您嘗試手動建立陣列 Pair<String, String>，您可以驗證這一點

public static void main(String[] args) {

   //  ошибка компиляции! Generic array creation
  Pair<String, String>[] array = new Pair<String, String>[10];
}

原因很明顯——類型安全。您還記得，在建立陣列時，必須指示該陣列將儲存哪些物件（或基元）。

int array[] = new int[10];

在之前的一課中，我們詳細研究了類型擦除機制。因此，在這種情況下，由於擦除類型，我們丟失了Pair儲存在物件中的資訊對<String, String>。創建數組是不安全的。將方法與varargs泛型一起使用時，請務必記住類型擦除及其工作原理。如果您對所編寫的程式碼絕對有信心，並且知道它不會導致任何問題，則可以varargs使用註釋來停用與其關聯的警告@SafeVarargs

@SafeVarargs
public static <E> void addAll(List<E> list, E... array) {

   for (E element : array) {
       list.add(element);
   }
}

如果您將此註釋新增到您的方法中，我們先前遇到的警告將不會出現。一起使用泛型時另一個可能的問題varargs是堆污染。 在以下情況下可能會發生污染：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

   static List<String> makeHeapPollution() {
       List numbers = new ArrayList<Number>();
       numbers.add(1);
       List<String> strings = numbers;
       strings.add("");
       return strings;
   }

   public static void main(String[] args) {

       List<String> stringsWithHeapPollution = makeHeapPollution();

       System.out.println(stringsWithHeapPollution.get(0));
   }
}

控制台輸出：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String

簡單來說，堆污染是指類型 1 的物件應該位於堆上，但由於類型安全錯誤，А類型 1 的物件最終出現在堆上的情況。B在我們的範例中，這就是發生的情況。首先，我們建立了一個 Raw 變數numbers並為其分配了一個通用集合ArrayList<Number>。之後我們在那裡添加了號碼1。

List<String> strings = numbers;

在這一行中，編譯器試圖透過發出警告「Unchecked assignment...」來警告我們可能出現的錯誤，但我們忽略了它。結果，我們有一個類型為 的泛型變量List<String>，它指向類型為 的泛型集合ArrayList<Number>。這種情況顯然會帶來麻煩！這就是發生的事情。使用新變量，我們將一個字串新增到集合中。堆被污染了 - 我們首先在類型化集合中添加了一個數字，然後添加了一個字串。編譯器向我們發出警告，但我們忽略了它的警告，ClassCastException僅在程式運行時接收結果。跟它有什麼關係呢varargs？ 與泛型一起使用varargs很容易導致堆污染。 這是一個簡單的例子：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Main {

   static void makeHeapPollution(List<String>... stringsLists) {
       Object[] array = stringsLists;
       List<Integer> numbersList = Arrays.asList(66,22,44,12);

       array[0] = numbersList;
       String str = stringsLists[0].get(0);
   }

   public static void main(String[] args) {

       List<String> cars1 = Arrays.asList("Ford", "Fiat", "Kia");
       List<String> cars2 = Arrays.asList("Ferrari", "Bugatti", "Zaporozhets");

       makeHeapPollution(cars1, cars2);
   }
}

這裡發生了什麼事？由於類型擦除，我們的參數表（為了方便起見，我們將其稱為“表”而不是“列表”）是 -

List<String>...stringsLists

- 將變成一個工作表數組 -List[]具有未知類型（不要忘記 varargs 由於編譯而變成常規數組）。因此，我們可以輕鬆地Object[] array在方法的第一行中對變數進行賦值 - 類型已從我們的工作表中刪除！現在我們有了一個類型變量Object[]，我們可以在其中添加任何內容 - Java 中的所有物件都繼承自Object！現在我們只有一個字串表數組。但由於varargs類型的使用和刪除，我們可以輕鬆地向它們添加一張數字，這就是我們所做的。結果，我們透過混合不同類型的物件來污染堆。ClassCastException當嘗試從數組中讀取字串時，結果將是相同的異常。控制台輸出：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String

這些是使用看似簡單的機制可能導致的意想不到的後果varargs:)我們今天的講座就到此結束。不要忘記解決幾個問題，如果您還有時間和精力，請研究更多文獻。「Effective Java」不會自動讀取！：） 再見！