Что такое дженерики в Java и для чего они нужны

Что такое дженерики в Java

Постоянное совершенствование языков программирования завязано преимущественно на упрощении написания кода, расширении возможностей и возможности избегать многочисленных ошибок. Последнее наиболее остро бьет по нервной системе кодера, ибо нередко даже маленькая точка с запятой может спрятаться среди многочисленного текста, создавая массу проблем. Работа нескольких специалистов лишь формирует благодатную почву для появления багов.

Большой проблемой стала работа с типами данных. Многим лень смотреть на то, как именно работает функция, поэтому программисты начиняют программу теми переменными, с которыми она в принципе работать не может. Обнаружить такую подставу от коллеги на раннем этапе практически невозможно, а потом приходится часами копаться в многочисленных строчках, пытаясь найти причину ошибки.

Оптимальным вариантом являлось внесение специальных проверок на соответствие, они значительно утяжеляли программу, делая ее сложнее. И хорошо, когда подразумевается работа с один типов данных или хотя бы двумя, а если таковых десятки – тут начинались настоящие проблемы.

Нередко такая «приятная» новость обнаруживалась самостоятельно проверяющей стороной, но чаще всего в процессе выполнения написанного вылетала ошибка, и все закрывалось либо зависало. Здесь приходилось долго и монотонно перебирать все написанное в надежде, что причина проблем найдется.

Когда появились дженерики, многие вздохнули с облегчением. Возникла возможность сразу определять конкретные методы и типы данных, с которыми будет работать программная часть. Соответственно, в процессе компиляции все «косяки» выберутся наружу. Многими любимое обобщенное программирование стало проводиться приятнее и проще. Нет необходимости в составлении и использовании подготовленных коллекций данных, достаточно применять универсальный шаблон, посредством которого легко проводится чистка.

Для чего нужны

Рассматривая вопрос необходимости подобных функций глобально, можно сделать вывод о том, основная роль Java Generics заключается в экономии временных и денежных ресурсов. Кто-то из команды может прозевать оставленный товарищем комментарий или просто не заглянуть в особенности функции, написанное успешно скомпилируется, а злостный тестировщик обнаружит баг готовой программы. Разбирать такой громадный снежный ком не просто долго, но и крайне дорого.

Внедряя подобные средства языка в код, можно обезопасить себя и остальных от лишней головной боли. Наличие ошибки обнаружится в процессе компилирования, то есть итоговый продукт просто не соберется, пока не будет устранена обнаруженная оплошность. Нет необходимости добавлять дженерики везде, в этом случае речь идет исключительно про обобщенное программирование (ОП), завязанное на возможности работы с родственными типами данных в формате одной задачи.

Получается, что кто-то создает каркас, его же в последующем могут использовать другие пользователи для решения схожих задач. Подобное позволяет значительно сэкономить время, получив при этом высокий уровень качества конечного продукта. Идеальный алгоритм при ОП выглядит следующим образом:

• Создание наиболее полезной и эффективной последовательности действий

• Сформировать общее представление (добавить параметры, уменьшить требования к поступаемым данным)

• Внести комплект оптимальных (минимальных) требований, удовлетворение которых повышает эффективность

• Подготовить каркасную основу, основанную на классифицированных требованиях

Отсюда напрашивается вывод: без специализированной функции по регулированию вводимых значений попросту невозможно создать качественный итог. Точнее можно, но потребует значительно больше времени и сил специалиста, что невозможно назвать высокоэффективным подходом. 

Типы обобщений Java

Вся прелесть обобщенного программирования заключается в том, что каждый пользователь сможет внедрять функции на свое усмотрение. То есть нет строгих правил использования дженериков. Для каждого синтаксиса существуют свои возможности, причем их немало. Но лучше сосредоточиться исключительно на джава. Предлагаются следующие варианты внедрения:

• Универсальный класс

• Обобщенный интерфейс

• Универсальный метод

• Обобщенный конструктор

Наименования могут отличаться, но суть работы едина. Рассмотрим подробнее каждое из предложенных решений.

Универсальный класс

Понятным примером станет программа, работающая с музыкой. Программисту необходимо разработать продукт, способный загружать в плеер только те данные, которые связаны с мелодиями. Получается, все используемые информационные объекты объединены в общую группу, завязанную на конкретном типе, грубо говоря, mp3.

Дальше загрузка имеющихся файлов может производиться различными методами. Можно просто отправить все фрагменты, подходящие под выбранный типаж. Но, например, возникает необходимость организации определенной подборки, завязанной на жанровой принадлежности музыкальных композиций. В этом случае используется тот же формат mp3, но методология отбора меняется: можно добавить класс «Рок», «Тяжелый рок» и так далее. Именно так выстраивается типизированный класс.

Обобщенный интерфейс

Данный формат вариативности похож на предыдущий, особенно с точки зрения методологии классификации. Работу с интерфейсом относят к абстракциям. Благодаря этому создается возможность управления целыми коллекциями, без привязки к деталям представления каждого отдельного типа данных. 

Особое распространения методика заполучила в объектно-ориентированном разделе программирования. Она позволяет выстроить четкую иерархию наследования. Выстраивается взаимодействие с родственными понятиями, благодаря чему управление становится более четким и понятным для конечного пользователя. 

Универсальный метод

Схожесть с типизированным классом вызывает некоторую путаницу у начинающих пользователей дженериков. Отличие заключается исключительно в одном нюансе. Информационная составляющая типа и области заключена внутрь метода, больше она не выводится никуда. Соответственно, здесь вводится свой особенный параметр типа.

Зачастую зоной применения являются статичные методы. Но нет как таковых ограничений, можно спокойно вводить и в обычные. В качестве параметра будет использоваться обобщенный тип, который необходимо указать в первую очередь. Возвращается универсальный класс. То есть в случае с тем же плеером, программисту автоматически вернется блок данных, завязанный на формате с mp3.

Обобщенный конструктор

Переходим к самому интересному. Под данным термином подразумевается определенный блок в коде, задача которого — инициализация вновь созданного объекта. Нередко методика называется «фабричной». Связано все с тем, что система не теряет возможности к расширению посредством внесения новых объектов. Перечисленные ранее варианта находят свое активное применение именно в конструкторах. Невозможно сказать, какая из методик комфортнее, каждый отбирает для себя оптимальное решение, отталкиваясь от конкретного случая. 

Преимущества дженериков в Java

Самое очевидное достоинство — возможность повторного использования написанного кода. То есть он не потеряет своей актуальности и не будет заточен под какую-то определенную задачу. Нередко алгоритм применим для множества ситуаций, и дженерики позволяют без особых затруднений использовать готовые каркасы.

Отмечается такое достоинство, как повышения безопасности для программ на языке Ява. Программист может знать ограничения классов переменных, работать с готовым универсальным шаблоном и, самое главное, избегать распространенных ошибок. При отсутствии специализированной функции понять, что именно вложено предыдущим специалистом практически невозможно, особенно если он не оставил комментариев. На моменте компиляции легко обнаруживается не состыковка с заданными родственными типами информационных данных и введенными параметрами.

Исключается эффект принудительного преобразования объектов. Приходилось добавлять в исходный код дополнительные типы, что в значительной мере утяжеляло его. На фоне этого обеспечивается простота реализации нестандартных алгоритмов. Более читабельный текст программы и снижение вероятностей ошибок — все это влияет на эффективность.

Повышение производительности — главное достоинство использования Java Generics. Причем речь идет не только про программу, но и про команду специалистов. Создается абсолютное взаимопонимание между каждым участником, благодаря чему вероятность возникновения багов сводится к нулю.