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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Imperative Sprachkonzepte
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Eigene Klassen schreiben
6 Exceptions
7 Äußere.innere Klassen
8 Besondere Klassen der Java SE
9 Generics<T>
10 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
11 Die Klassenbibliothek
12 Einführung in die nebenläufige Programmierung
13 Einführung in Datenstrukturen und Algorithmen
14 Einführung in grafische Oberflächen
15 Einführung in Dateien und Datenströme
16 Einführung in die <XML>-Verarbeitung mit Java
17 Einführung ins Datenbankmanagement mit JDBC
18 Bits und Bytes und Mathematisches
19 Die Werkzeuge des JDK
A Die Klassenbibliothek
Stichwort

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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Das umfassende Handbuch
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Java ist auch eine Insel
Galileo Computing
1308 S., 10., aktualisierte Auflage, geb., mit DVD
ca. 49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1802-3
Pfeil 9 Generics<T>
Pfeil 9.1 Einführung in Java Generics
Pfeil 9.1.1 Mensch versus Maschine: Typprüfung des Compilers und der Laufzeitumgebung
Pfeil 9.1.2 Taschen
Pfeil 9.1.3 Generische Typen deklarieren
Pfeil 9.1.4 Generics nutzen
Pfeil 9.1.5 Diamonds are forever
Pfeil 9.1.6 Generische Schnittstellen
Pfeil 9.1.7 Generische Methoden/Konstruktoren und Typ-Inferenz
Pfeil 9.2 Umsetzen der Generics, Typlöschung und Raw-Types
Pfeil 9.2.1 Realisierungsmöglichkeiten
Pfeil 9.2.2 Typlöschung (Type Erasure)
Pfeil 9.2.3 Probleme aus der Typlöschung
Pfeil 9.2.4 Raw-Type
Pfeil 9.3 Einschränken der Typen über Bounds
Pfeil 9.3.1 Einfache Einschränkungen mit extends
Pfeil 9.3.2 Weitere Obertypen mit &
Pfeil 9.4 Typparameter in der throws-Klausel *
Pfeil 9.4.1 Deklaration einer Klasse mit Typvariable <E extends Exception>
Pfeil 9.4.2 Parametrisierter Typ bei Typvariable <E extends Exception>
Pfeil 9.5 Generics und Vererbung, Invarianz
Pfeil 9.5.1 Arrays sind invariant
Pfeil 9.5.2 Generics sind kovariant
Pfeil 9.5.3 Wildcards mit ?
Pfeil 9.5.4 Bounded Wildcards
Pfeil 9.5.5 Bounded-Wildcard-Typen und Bounded-Typvariablen
Pfeil 9.5.6 Das LESS-Prinzip
Pfeil 9.5.7 Enum<E extends Enum<E>> *
Pfeil 9.6 Konsequenzen der Typlöschung: Typ-Token, Arrays und Brücken *
Pfeil 9.6.1 Typ-Token
Pfeil 9.6.2 Super-Type-Token
Pfeil 9.6.3 Generics und Arrays
Pfeil 9.6.4 Brückenmethoden

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9.3 Einschränken der Typen über BoundsZur nächsten Überschrift

Bei generischen Angaben können die Typen weiter eingeschränkt werden. Das ist nützlich, da ein beliebiger Typ oft zu allgemein ist. Unsere Deklaration von random() sah keine Einschränkungen für die Typen vor:

public static <T> T random( T m, T n )
{
return Math.random() > 0.5 ? m : n;
}

So ist auch Folgendes möglich:

Object o1 = new Object();
Object o2 = new Point();
System.out.println( random( o1, o2 ) );

Da der Typ beliebig ist, können auch Objekte übergeben werden, die vielleicht wenig Sinn ergeben, insbesondere in ihrer Kombination.


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9.3.1 Einfache Einschränkungen mit extendsZur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Bei der Deklaration eines generischen Typs kann vorgeschrieben werden, dass der spätere parametrisierte Typ eine bestimmte Klasse erweitert oder eine konkrete Schnittstelle implementiert. Soll unsere statische random()-Methode zum Beispiel nur Objekte vom Typ CharSequence (also Zeichenfolgen wie String und StringBuffer/StringBuilder) akzeptieren, so schreiben wir das in die Deklaration mit hinein:

Listing 9.9: com/tutego/insel/generic/BondageBounds.java, BondageBounds

public class BondageBounds
{
public static <T extends CharSequence> T random( T m, T n )
{
return Math.random() > 0.5 ? m : n;
}

public static void main( String[] args )
{
String random1 = random( "Shinju", "Karada" );
System.out.println( random1 );

CharSequence random2 = random( "Ushiro", new StringBuilder("Takatekote") );
System.out.println( random2 );
}
}

Einen Aufruf mit zwei Strings lässt der Compiler korrekterweise durch, genauso wie mit String und StringBuilder, wobei der Rückgabetyp dann nur noch CharSequence ist.

Ein Fehler ist leicht zu provozieren. Dazu muss der Methode random() nur etwa ein Point übergeben werden – Point ist nicht vom Typ CharSequence. So führt

System.out.println( random( "", new Point() ) ); // Fehler Compilerfehler 
// »Bound mismatch«

zu der Fehlermeldung: »Bound mismatch: The generic method random(T, T) of type BondageBounds is not applicable for the arguments (String, Point). The inferred type Serializable is not a valid substitute for the bounded parameter <T extends CharSequence>«.

Der Compiler führt eine Typ-Inferenz durch; das heißt, er schaut sich an, welche gemeinsamen Typen die Argumente "" und Point haben, und kommt auf Serializable. Der Typ hilft jedoch nicht weiter, denn wir wollten bloß CharSequences einsetzen können.

Typeinschränkung für gemeinsame Methoden

Eine Typeinschränkung wie <T extends CharSequence> ist interessant, da wir so wissen, dass ein konkreter Typparameter (etwa String oder StringBuffer) mindestes die Methoden der Schnittstelle CharSequence hat. Das ist logisch, denn bei einer Einschränkung des Typs wird der Compiler sicherstellen, dass die konkreten Typen die vorgeschriebene Schnittstelle implementieren (oder die Klasse erweitern) und damit die Methoden existieren.

Nehmen wir an, wir wollten ein typsicheres max() implementieren. Es soll den größeren der beiden Werte zurückgeben. Vergleiche lassen sich einfach tätigen, wenn die Objekte Comparable implementieren, denn compareTo() liefert einen Rückgabewert, der aussagt, welches Objekt nach der definierten Metrik kleiner, größer oder gleich ist.

Listing 9.10: com/tutego/insel/generic/BondageBounds.java, max()

public static <T extends Comparable<T>> T max( T m, T n )
{
return m.compareTo( n ) > 0 ? m : n;
}

Die Nutzung ist einfach:

System.out.println( max( "Kino", "Lesen" ) );              // Lesen
System.out.println( max( 12, 100 ) ); // 100
Hinweis

Ohne Typ-Bound können nur die Methoden von Object verwendet werden, aber immerhin noch Methoden wie equals(), hashCode() und toString().

Betrachten wir noch einen Fehlerfall. Intuitiv ist anzunehmen, dass alles, was vom Typ Comparable ist, auch ein gültiges Argument für max() ist. Das ist aber nicht ganz präzise, denn wir schreiben <T extends Comparable<T>> T max(T m, T n), was bedeut, dass der gemeinsame Typ für m und n laut Typ-Inferenz Comparable sein muss, nicht nur jeder einzelne. Was das bedeutet, zeigt die folgende Anweisung, die der Compiler mit einem Fehler ablehnt:

System.out.println( max( 12L, 100F ) );  // Fehler Compilerfehler »Bound mismatch«

Nach dem Boxing leitet der Compiler aus dem Long 12 und dem Float 100 den gemeinsamen Typ Number ab. (Zur Erinnerung: Der Compiler geht in der Typhierarchie so lange nach oben, bis ein gemeinsamer Typ gefunden wurde, der für T eingesetzt werden kann. Das ist Number.) Aber Number ist nicht vom Typ Comparable, und so folgt eine Fehlermeldung: »Bound mismatch: The generic method max(T, T) of type BondageBounds is not applicable for the arguments (Long, Float). The inferred type Number&Comparable<?> is not a valid substitute for the bounded parameter <T extends Comparable<T>>«.

Hinweis

Bei <T extends Comparable<T>> handelt es sich um einen sogenannten rekursiven Type-Bound. Er kommt selten vor und soll hier auch nicht weiter vertieft werden. Bei Interesse gibt http://tutego.de/go/getthistrick weitere Hinweise. Wird die Methode max() zum Beispiel fälschlicherweise mit static <T extends Comparable/*Hier feht was*/> T max( T m, T n ) { ... } deklariert, so gibt der Compiler die Warnung »Comparable is a raw type. References to generic type Comparable<T> should be parameterized« aus. Ignorieren wir die Warnung, so lässt sich max(12L, 100F) tatsächlich aufrufen, doch es folgt eine ClassCastException mit »java.lang.Float cannot be cast to java.lang.Long«.


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9.3.2 Weitere Obertypen mit &Zur vorigen Überschrift

Soll der konkrete Typ zu mehreren Typen passen, lassen sich mit einem & weitere Obertypen hinzunehmen. Wichtig ist aber, dass nur eine Klassen-Vererbungsangabe stattfinden kann, also nur ein extends stehen darf, da Java keine Mehrfachvererbung auf Klassenebene unterstützt. Bei dem Rest muss es sich um implementierte Schnittstellen handeln. Die allgemeine Notation (für eine Klasse C und Schnittstellen I1 bis In) ist:

T extends C & I1 & I2 & ... & In

Nehmen wir eine fiktive Oberklasse Endeavour und die Schnittstellen Serializable und Comparable an.[172](Comparable bekommt selbst einen Typparameter, was das Beispiel aus Gründen der Übersichtlichkeit auslässt.) Dann sind die folgenden Deklarationen prinzipiell erlaubt:

  • <T extends Endeavour>
  • <T extends Serializable & Comparable>
  • <T extends Endeavour & Serializable>
  • <T extends Endeavour & Comparable & Serializable>

Syntaktisch falsch wäre etwa <T extends Endeavour & T extends Comparable>, da das Schlüsselwort extends nur einmal vorkommen darf.



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