Eclipse V3.1 中的 Java 泛型支持

級別： 中級

Neal Ford (nealford@nealford.com), 應(yīng)用程序架構(gòu)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(fù)雜的技術(shù)，不僅對工具供應(yīng)商也對開發(fā)人員帶來了挑戰(zhàn)。本文著重介紹 Eclipse 如何應(yīng)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(fù)、重構(gòu)和項目參數(shù)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(shù)的創(chuàng)立者們就已經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)在 Eclipse V3.1 已經(jīng)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(xiàn)在編譯器設(shè)置頁面。這意味著像以前一樣，每個項目具有獨立的 SDK 設(shè)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(xiàn)有項目的項目屬性指定語言級別。

Java 5 設(shè)置使用兩個特定的屬性頁。第一個屬性頁指定編譯器設(shè)置。

除非您已經(jīng)在 Eclipse for Java 5 中設(shè)置了默認項目設(shè)置，否則需要為該項目覆蓋那些設(shè)置。JDK compliance 區(qū)域允許您決定源文件和類文件的設(shè)置。當您把源文件設(shè)置為 5.0 級別時，就會獲得很多新的內(nèi)容幫助和重構(gòu)選項。

另一個相關(guān)屬性對話框是樹型視圖中的 Errors/Warnings 區(qū)域。

大量 J2SE 5 選項能夠控制 Eclipse 為您的 Java 5 代碼產(chǎn)生什么類型的錯誤和警告（請參見表 1）

一旦您根據(jù)喜好設(shè)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(zhuǎn)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。

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(xiàn)多種警告信息。

快速修復(fù)特性

每當 Eclipse 要給您的代碼建議一種改進時，Eclipse 的快速修復(fù)特性就顯示為編輯器窗口左側(cè)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(fù)。

快速修復(fù)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(xiàn)在圖 4 中的改進建議。

這里所列的快速修復(fù)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(fù)建議，移至重構(gòu)菜單。Eclipse 中很多重構(gòu)與 Java 5 中的泛型直接相關(guān)。“Infer Generic Type Arguments”重構(gòu)將給列表增加泛型支持。 第一個對話框允許您選擇選項。

第一個選項與一個結(jié)論相關(guān)，這個結(jié)論是 clone() 方法將返回接收者類型而不是另外一個類型（相關(guān)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?shù)诙€選項未選中時，將保留“raw”（非泛型）參數(shù)，而不是推斷出正確的泛型參數(shù)類型。

Eclipse 中的大多數(shù)重構(gòu)中，您都可以預(yù)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(xiàn)圖 6 所示的對話框。

更新后的代碼如下：

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(xiàn)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(shù)需要針對 Assistant 域強制類型轉(zhuǎn)換為 Employee。而 Infer 重構(gòu)足夠聰明，它可以刪除現(xiàn)在不必要的類型強制轉(zhuǎn)換。

在介紹完快速修復(fù)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(nèi)容幫助。

快速幫助特性

Eclipse V3.1 已經(jīng)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。

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(xiàn)在也支持 for...each 循環(huán)?？焖賻椭ㄗh將 for loop 變成 for...each，變化后的代碼如清單 4 所示。

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(diào)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(shù)插入?yún)?shù)化的類型中。

Eclipse 中的搜索工具對于泛型類型已經(jīng)具有了更高的智能性。請考慮如下代碼：

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。

您也可以通過 Search 窗口隱藏良好的特性來過濾這些結(jié)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。

如果您使用 Filter Incompatible 過濾結(jié)果，將刪除兩個不是基于 Employee 的條目。結(jié)果如圖 10 所示。

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(gòu)會為您要解決的問題產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)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(yīng)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(shù)。請考慮清單 6 中的代碼，它接受任何擴展自 Person 的類。

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(yīng)該牢記這一點。在本例中，泛型實際上比較特定（至少，他們應(yīng)該稱這種語言特性為“特定性”）。仔細識別參數(shù)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(yīng)商必然需要很長時間才能趕上?，F(xiàn)在有了好的工具支持，您應(yīng)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(zhuǎn)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

• 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文
  
  
• 從這里開始查找 Eclipse 項目參考資料。
  
  
• 閱讀“Eclipse 平臺入門”，獲得 Eclipse 概述，包括它的起源和架構(gòu)。
  
  
• “AOP@Work: AOP 工具比較，第 1 部分”研究 AOP 框架，該框架支持 Java 編程語言中的泛型。
  
  
• developerWorks 已經(jīng)發(fā)表了許多 Eclipse 文章和教程。
  
  
• 如果您剛接觸泛型，請閱讀 Generics in the Java Programming Language，其中概述了 Java 5 中發(fā)生的變化。
  
  
• Java Pro Magazine 上的一篇關(guān)于泛型概述的好文章，閱讀 Language Features of Java Generics。
  
  
• 閱讀 Quiz: Java 1.5 Generics。它將測試您關(guān)于 Java 5 中泛型支持的知識 —— 并且它是消磨時間的好辦法。
  
  
• 訪問 developerWorks 開放源碼專區(qū)，獲得更多的 how-to 信息、工具和項目更新，幫助您使用開放源碼技術(shù)進行開發(fā)，并與 IBM 產(chǎn)品一起使用。
  
  

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關(guān)于作者

		Neal Ford 是 ThoughtWorks 的應(yīng)用程序架構(gòu)師，ThoughtWorks 是一個 IT 專業(yè)服務(wù)公司。他還是應(yīng)用程序、教學材料、雜志文章、課件、視頻/DVD 演示文稿的設(shè)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(gòu)建大型企業(yè)應(yīng)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。