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Java 理论与实践: 伪typedef反模式

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-31
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将泛型添加到 Java 语言中增加了类型系统的复杂性,提高了许多变量和方法声明的冗长程度。因为没有提供 “typedef” 工具来定义类型的简短名称,所以有些开发人员转而把扩展当作 “穷人的 typedef”,结果收到了良好的效果。

对于 Java 5.0 中新增的泛型工具,一个常见的抱怨就是,它使代码变得太冗长。原来用一行就够的变量声明不再存在了,与声明参数化类型有关的重复非常讨厌,非凡是还没有良好地支持自动补足的 IDE。例如,假如想声明一个 Map,它的键是 Socket,值是 Future<String>,那么老方法就是:

Map socketOwner = new HashMap();

比新方法紧凑得多:

Map<Socket, Future<String>> socketOwner

= new HashMap<Socket, Future<String>>();

当然,新方法内置了更多类型信息,减少了编程错误,提高了程序的可读性,但是确实带来了更多声明变量和方法签名方面的前期工作。类型参数在声明和初始化中的重复看起来尤其没有必要;Socket 和 Future<String> 需要输入两次,这迫使我们违犯了 “DRY” 原则(不要重复自己)。

合成类似于 typedef 的东西

添加泛型给类型系统增加了一些复杂性。在 Java 5.0 之前,“type” 和 “class” 几乎是同义的,而参数化类型,非凡是那些绑定的通配类型,使子类型和子类的概念有了显著区别。类型 ArrayList<?>、ArrayList<? extends Number> 和 ArrayList<Integer> 是不同的类型,虽然它们是由同一个类 ArrayList 实现的。这些类型构成了一个层次结构;ArrayList<?> 是 ArrayList<? extends Number> 的超类型,而 ArrayList<? extends Number> 是 ArrayList<Integer> 的超类型。

对于原来的简单类型系统,像 C 的 typedef 这样的特性没有意义。但是对于更复杂的类型系统,typedef 工具可能会提供一些好处。不知是好还是坏,总之在泛型加入的时候,typedef 没有加入 Java 语言。

有些人用作 “穷人的 typedef” 的一个(坏的)做法是一个小小的扩展:创建一个类,扩展泛型类型,但是不添加功能,例如 SocketUserMap 类型,如清单 1 所示:

清单 1. 伪 typedef 反模式 —— 不要这么做

public class SocketUserMap extends HashMap<Socket<Future<String>> { }

SocketUserMap socketOwner = new SocketUserMap();

我将这个技巧称为伪 typedef 反模式,它实现了将 socketOwner 定义简化为一行的这一(有问题的)目标,但是有些副作用,最终成为重用和维护的障碍。(对于有明确的构造函数而不是无参构造函数的类来说,派生类也需要声明每个构造函数,因为构造函数没有被继续。)

伪类型的问题

在 C 中,用 typedef 定义一个新类型更像是宏,而不是类型声明。定义等价类型的 typedef,可以与原始类型自由地互换。清单 2 显示了一个定义回调函数的示例,其中在签名中使用了一个 typedef,但是调用者提供给回调的是一个等价类型,而编译器和运行时都可以接受它:

清单 2. C 语言的 typedef 示例

// Define a type called "callback" that is a function pointer

typedef void (*Callback)(int);

void doSomething(Callback callback) { }

// This function conforms to the type defined by Callback

void callbackFunction(int arg) { }

// So a caller can pass the address of callbackFunction to doSomething

void useCallback() {

doSomething(&callbackFunction);

}

扩展不是类型定义

用 Java 语言编写的试图使用伪 typedef 的等价程序就会出现麻烦。清单 3 的 StringList 和 UserList 类型都扩展了一个公共超类,但是它们不是等价的类型。这意味着任何想调用 lookupAll 的代码都必须传递一个 StringList,而不能是 List<String> 或 UserList。

清单 3. 伪类型如何把客户限定在只能使用伪类型

class StringList extends ArrayList<String> { }

class UserList extends ArrayList<String> { }

...

class SomeClass {

public void validateUsers(UserList users) { ... }

public UserList lookupAll(StringList names) { ... }

 
 
 
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