Java 理论与实践: 伪typedef反模式

2019-11-17 06:00:50

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供稿：网友

　　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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