| 級別： 中級 Neal Ford (nealford@nealford.com), 應用程序架構師, ThoughtWorks
2005 年 12 月 08 日 Java™ 5 提供泛型支持，泛型支持是開發(fā)人員多年以來所要求的特性。它代表了 Java 編程語言一次具有重要意義的升級。像泛型這么復雜的技術，不僅對工具供應商也對開發(fā)人員帶來了挑戰(zhàn)。本文著重介紹 Eclipse 如何應對泛型挑戰(zhàn)以及泛型給 Java 語言帶來的變化，展示了如何在 Eclipse 中充分利用泛型，包括對于快速幫助、快速修復、重構和項目參數選擇的支持。此外，還展示了完全泛型化語言的一些微妙而重要的方面。 Java 中的泛型 幾乎從第一個版本開始，Java 技術的創(chuàng)立者們就已經開始討論對該語言添加泛型支持。C++ 通過標準模板庫對泛型進行支持，但是由于缺少所有其他類（嵌入在 Java 語言中的 Object 類中）的一個統(tǒng)一父類，泛型的實現也受到阻礙。Java 編程語言的泛型支持是其歷史上最重大的語法變化。由于某些顯而易見的原因，工具支持比其他 SDK 升級的步法要慢得多。盡管如此，現在 Eclipse V3.1 已經對這些語言的新特性有了出色的支持。本文重點介紹其中的一些新特性。
Java 5 項目 為了打開 Eclipse V3.1 中的 Java 泛型支持，需要在機器上安裝 Java 5，從一些平常的地方都可以下載到 Java 5。泛型支持連同項目屬性一起出現在編譯器設置頁面。這意味著像以前一樣，每個項目具有獨立的 SDK 設置。為了創(chuàng)建使用泛型的項目，必須在創(chuàng)建項目時指定語言級別或者通過現有項目的項目屬性指定語言級別。 Java 5 設置使用兩個特定的屬性頁。第一個屬性頁指定編譯器設置。
圖 1. 針對 Java 5 支持的特定于編譯器的設置
除非您已經在 Eclipse for Java 5 中設置了默認項目設置，否則需要為該項目覆蓋那些設置。JDK compliance 區(qū)域允許您決定源文件和類文件的設置。當您把源文件設置為 5.0 級別時，就會獲得很多新的內容幫助和重構選項。 另一個相關屬性對話框是樹型視圖中的 Errors/Warnings 區(qū)域。
圖 2. 項目屬性的 Errors/Warnings 區(qū)域
大量 J2SE 5 選項能夠控制 Eclipse 為您的 Java 5 代碼產生什么類型的錯誤和警告（請參見表 1） 表 1. Eclipse 為 Java 5 代碼產生的錯誤和警告 | J2SE 5 選項 | 警告類型 | | Unchecked generic type operation | 編譯器每當遇到未經檢查的泛型類型操作，就將發(fā)出一個錯誤或者警告。這種操作包括諸如 List 或 ArrayList 等類型上的操作，但沒有指定類型。每當您使用一個保存有對象的舊式 Collection 類時就會產生一個警告。 | | Generic type parameter declared with a final type bound | 編譯器每當遇到一個涉及 final 類型的類型綁定時，就會發(fā)出一個錯誤或者警告。請看這個示例方法簽名： public int doIt(List<? extends String> list)
因為 String 是 final 類型，參數不能擴展 String，所以這樣寫比較有效： public int doIt(List<String> list) | Inexact type match for vararg arguments | 當編譯器不能從 varargs 參數確定開發(fā)人員的意圖時，它將生成一個警告。有一些與數組相關的 varargs 是不明確的。 | | Boxing and unboxing conversions | 對自動裝箱操作發(fā)出警告（裝箱操作可能影響性能），并且不再對類型包裝對象做對象身份的假設。這是一個默認狀態(tài)下被忽略的小警告。 | Missing @Override annotation | 應該為任何重寫的方法包含 @Override 注釋。缺少這個注釋可能表示開發(fā)人員沒有意識到該方法被重寫。 | Missing @Deprecated annotation | 由于缺少 @Deprecated 標志而產生的警告。 | | Annotation is used as super interface | 您不能把 Deprecated 類作為超級接口。例如，不推薦這種寫法： public interface BadForm extends Deprecated {
}
。 | Not all enum constants covered on switch | switch 語句缺少枚舉項意味著您可能遺漏一些枚舉選項。 | Unhandled warning tokens in @SuppressWarnings | Java 5 允許您添加注釋以抑制編譯器警告。如果您拼寫錯了一個警告或者使用了一個并不存在的警告，這個標志將發(fā)出一個警告。 | Enable @SuppressWarnings annotations | 打開程序地（用代碼）抑制您不關心的警告的能力。 | 一旦您根據喜好設定了所有的項目選項，就可以開始在 Eclipse 中使用泛型了。
從特定類型向泛型轉換 請考慮清單 1 中的簡單類，它創(chuàng)建了一個 Employee 和 Manager 對象的列表（Manager 擴展自 Employee），將他們打印出來，給他們漲工資后再打印出來。
清單 1. HR 類
package com.nealford.devworks.generics.generics; import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.List; public class HR { public HR() { List empList = new ArrayList(5); empList.add(new Employee("Homer", 200.0, 1995)); empList.add(new Employee("Lenny", 300.0, 2000)); empList.add(new Employee("Waylon", 700.0, 1965)); empList.add(new Manager("Monty", 2000.0, 1933, (Employee) empList.get(2))); printEmployees(empList); System.out.println("----- Give everyone a raise -----"); for (int i = 0; i < empList.size(); i++) ((Employee) empList.get(i)).applyRaise(5); printEmployees(empList); System.out.println("The maximum salary for any employee is "+ Employee.MAX_SALARY); System.out.println("Sort employees by salary"); Collections.sort(empList); printEmployees(empList); System.out.println("Sort employees by name"); Collections.sort(empList, new Employee.NameComparer()); printEmployees(empList); System.out.println("Sort employees by hire year"); Collections.sort(empList, Employee.getHireYearComparator()); printEmployees(empList); } public void printEmployees(List emps) { for (int i = 0; i < emps.size(); i++) System.out.println(emps.get(i)); } public static void main(String[] args) { new HR(); } } |
如果您打開了 Java 5 支持，編譯這段代碼會出現多種警告信息。
快速修復特性 每當 Eclipse 要給您的代碼建議一種改進時，Eclipse 的快速修復特性就顯示為編輯器窗口左側邊欄上的一個燈泡。在清單 1 中的代碼中，您將會看到多個快速修復。
圖 3. 快速修復燈泡指示您的代碼待改進
快速修復使用燈泡和黃色波浪線指示待改進處。如果將鼠標移動至黃色波浪線上，可以看到出現在圖 4 中的改進建議。
圖 4. 快速修復指示什么應該被通用化
這里所列的快速修復建議只有一條建議。邊上的燈泡提出建議，添加一個本地變量保存 List 的 add() 方法的返回值。然而，在這里該方法返回一個布爾類型值，并且被忽略了。 為了定位快速修復建議，移至重構菜單。Eclipse 中很多重構與 Java 5 中的泛型直接相關。“Infer Generic Type Arguments”重構將給列表增加泛型支持。 第一個對話框允許您選擇選項。
圖 5. Infer Generic Type Arguments choices 對話框
第一個選項與一個結論相關，這個結論是 clone() 方法將返回接收者類型而不是另外一個類型（相關類）。大部分功能良好的類都遵守這個規(guī)則，如果您知道您的類不遵守這個規(guī)則，則不要選中這個選項。當第二個選項未選中時，將保留“raw”（非泛型）參數，而不是推斷出正確的泛型參數類型。 Eclipse 中的大多數重構中，您都可以預覽您的類將發(fā)生什么變化。點擊這個對話框上的 Preview 按鈕將出現圖 6 所示的對話框。
圖 6. Preview the generic refactoring
更新后的代碼如下：
清單 2. 更新后的代碼
List<Employee> empList = new ArrayList<Employee>(5); empList.add(new Employee("Homer", 200.0, 1995)); empList.add(new Employee("Lenny", 300.0, 2000)); empList.add(new Employee("Waylon", 700.0, 1965)); empList.add(new Manager("Monty", 2000.0, 1933, empList.get(2))); |
代碼發(fā)生了兩個有趣的變化。第一 —— 也是最明顯的 —— List 和 ArrayList 聲明現在是 Employee 類型的泛型。第二 —— 不太明顯 —— 代碼最后一行發(fā)生的變化。您觀察一下 Manager 類的原來的 empList 添加，它的最后一個參數需要針對 Assistant 域強制類型轉換為 Employee。而 Infer 重構足夠聰明，它可以刪除現在不必要的類型強制轉換。 在介紹完快速修復之前，Eclipse 還在 Java 5 支持中增加了另外一個有趣的方面：您可以得到為方法添加注釋的建議，比如 @Override。您還具有針對注釋的內容幫助。
圖 7. 針對注釋的快速修復和內容幫助擴展
快速幫助特性 Eclipse V3.1 已經添加了快速幫助以促進 Java 5 中的泛型支持。請考慮這個普通的 for() 循環(huán)，參見清單 3 中的 printEmployees() 方法。
清單 3. for() 循環(huán)
public void printEmployees(List<Employee> emps) { for (int i = 0; i < emps.size(); i++) System.out.println(emps.get(i)); } |
除了對泛型的支持外，Java 5 現在也支持 for...each 循環(huán)。快速幫助建議將 for loop 變成 for...each，變化后的代碼如清單 4 所示。
清單 4. for...each 循環(huán)
public void printEmployees(List<Employee> emps) { for (Employee emp : emps) System.out.println(emp); } |
這個版本由于完全刪除了 i 變量和 get() 方法調用而變得清潔多了。
泛型類型 Eclipse V3.1 為了擴展到泛型類型而擴大了對類型操作的支持。這意味著： - 泛型類型能夠被安全地重命名。
- 類型變量能夠被安全地重命名。
- 泛型方法能夠從泛型代碼中抽象出來或者嵌入泛型代碼。
- 代碼幫助可以自動將合適的類型參數插入參數化的類型中。
Eclipse 中的搜索工具對于泛型類型已經具有了更高的智能性。請考慮如下代碼：
清單 5. 泛型類型
public void doEmployeeAnalysis() { List<Employee> empList = new ArrayList<Employee>(5); List<Date> hireDates = new ArrayList<Date>(5); List<Integer> departments = new ArrayList<Integer>(10); List<? extends Employee> allMgrs = new ArrayList<Manager>(5); . . . |
如果您選中第一個 List<Employee> 聲明并且選擇 Search > References > Project，Eclipse 將顯示給您所有的 list 聲明。
圖 8. Eclipse 在尋找泛型引用方面已經變得聰明
您也可以通過 Search 窗口隱藏良好的特性來過濾這些結果。如果您訪問 Search 窗口菜單（在右上角，最小化和最大化按鈕的旁邊），您可以找到泛型感知的過濾選項。
圖 9. 搜索窗口的過濾菜單允許您過濾泛型感知的結果
如果您使用 Filter Incompatible 過濾結果，將刪除兩個不是基于 Employee 的條目。結果如圖 10 所示。
圖 10. Filter Incompatible 在搜索窗口過濾掉與非 Employee 相關的條目
深入了解泛型 不幸的是，Eclipse 不能解決您所有的泛型問題。事實上，有時重構會為您要解決的問題產生語法正確但是語義不正確的代碼。具有諷刺意味的是，在泛型出現之前的那些日子更輕松，因為您必須將所有東西都作為對象的泛型集合傳遞。而現在您必須小心地傳遞正確類型的集合。 考慮這個例子。在 HR 應用程序中，您添加一個方法確定雇員的退休年齡。然而，Employee 的年齡是來自于 Employee 的父類：Person。寫一個方法只接受在這個實例中工作的雇員，但是您不想將您的應用程序只用于雇員。如果將來您需要查詢以前的雇員（作為 Persons），該怎么辦呢？ 這個問題的解決方案在于靈活的泛型參數。請考慮清單 6 中的代碼，它接受任何擴展自 Person 的類。
清單 6. 示例 SELECT 語句
public List<Person> empsOverRetirementAge( List<? extends Person> people) { List<Person> retirees = new ArrayList<Person>(1); for (Person e : people) if (e.getAge() > 65) retirees.add(e); return retirees; } |
該方法接受 Person 的任何子類，所以更靈活。使用泛型的時候，您應該牢記這一點。在本例中，泛型實際上比較特定（至少，他們應該稱這種語言特性為“特定性”）。仔細識別參數類型能夠使您的代碼獲得同樣的靈活性，因此性能比泛型更好，但是具有泛型提供的附加的類型安全性。 泛型支持大大增強了 Java 編程語言，工具供應商必然需要很長時間才能趕上。現在有了好的工具支持，您應該開始利用這種高級語言特性。它使代碼更加可讀 —— 因為刪除了類型強制轉換 —— 并且允許編譯器為您做更多的工作。任何時候您都可以讓編譯器和其他的工具（如 IDE）做更多的工作，這意味著您要做的工作更少。
參考資料 學習
獲得產品和技術
- 使用 IBM 測試軟件 改進您的下一個開放源碼開發(fā)項目，可以通過下載或從 DVD 中獲得這些軟件。
討論
關于作者 | | | | Neal Ford 是 ThoughtWorks 的應用程序架構師，ThoughtWorks 是一個 IT 專業(yè)服務公司。他還是應用程序、教學材料、雜志文章、課件、視頻/DVD 演示文稿的設計者和開發(fā)者，還是 Developing with Delphi: Object-Oriented Techniques、JBuilder 3 Unleashed 和 Art of Java Web Development 等書籍的作者。他主要是構建大型企業(yè)應用程序方面的顧問。他還在許多開發(fā)人員研討會上做過演講。 | | 
