Was sind die Gründe, warum Map.get (Objektschlüssel) nicht (vollständig) generisch ist?

Was sind die Gründe für die Entscheidung, nicht eine völlig generische get - Methode in der Schnittstelle haben java.util.Map<K, V>.

Zur Klärung der Frage lautet die Signatur der Methode

V get(Object key)

anstatt

V get(K key)

und ich frage mich warum (das gleiche für remove, containsKey, containsValue).

Wie von anderen erwähnt, ist der Grund dafür get()usw. nicht generisch, da der Schlüssel des Eintrags, den Sie abrufen, nicht vom selben Typ sein muss wie das Objekt, an das Sie übergeben get(). Die Spezifikation der Methode erfordert nur, dass sie gleich sind. Dies folgt daraus, wie die equals()Methode ein Objekt als Parameter aufnimmt, nicht nur denselben Typ wie das Objekt.

Obwohl es allgemein zutreffend sein mag, dass viele Klassen so equals()definiert haben, dass ihre Objekte nur Objekten ihrer eigenen Klasse entsprechen können, gibt es in Java viele Stellen, an denen dies nicht der Fall ist. In der Spezifikation für List.equals()heißt es beispielsweise, dass zwei Listenobjekte gleich sind, wenn sie beide Listen sind und denselben Inhalt haben, auch wenn es sich um unterschiedliche Implementierungen von handelt List. Wenn wir also auf das Beispiel in dieser Frage zurückkommen, ist es gemäß der Spezifikation der Methode möglich, ein Map<ArrayList, Something>und für mich get()mit einem LinkedListas-Argument aufzurufen , und es sollte den Schlüssel abrufen, der eine Liste mit demselben Inhalt ist. Dies wäre nicht möglich, wenn get()der Argumenttyp generisch und eingeschränkt wäre.

Ein großartiger Java-Codierer bei Google, Kevin Bourrillion, hat vor einiger Zeit in einem Blog-Beitrag über genau dieses Problem geschrieben (zugegebenermaßen im Zusammenhang mit Setstatt Map). Der relevanteste Satz:

Einheitlich beschränken Methoden des Java Collections Framework (und auch der Google Collections Library) niemals die Typen ihrer Parameter, es sei denn, es ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Sammlung beschädigt wird.

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich dem grundsätzlich zustimme - .NET scheint in Ordnung zu sein, wenn beispielsweise der richtige Schlüsseltyp benötigt wird -, aber es lohnt sich, den Überlegungen im Blog-Beitrag zu folgen. (Nachdem wir .NET erwähnt haben, lohnt es sich zu erklären, dass ein Teil des Grundes, warum es in .NET kein Problem ist, darin besteht, dass es in .NET ein größeres Problem mit begrenzterer Varianz gibt ...)

Der Vertrag wird folgendermaßen ausgedrückt:

Wenn diese Zuordnung eine Zuordnung von einem Schlüssel k zu einem Wert v enthält, so dass (key == null? K == null: key.equals (k) ), gibt diese Methode v; Andernfalls wird null zurückgegeben. (Es kann höchstens eine solche Zuordnung geben.)

(meine Betonung)

Daher hängt eine erfolgreiche Schlüsselsuche von der Implementierung der Gleichheitsmethode durch den Eingabeschlüssel ab. Das hängt nicht unbedingt von der Klasse von k ab.

Es ist eine Anwendung des Postelschen Gesetzes: "Sei konservativ in dem, was du tust, sei liberal in dem, was du von anderen akzeptierst."

Gleichheitsprüfungen können unabhängig vom Typ durchgeführt werden. Die equalsMethode ist auf der definiertObject Klasse und akzeptiert alle Objectals Parameter. Daher ist es sinnvoll, dass Schlüsseläquivalenz und Operationen, die auf Schlüsseläquivalenz basieren, einen beliebigen ObjectTyp akzeptieren .

Wenn eine Karte Schlüsselwerte zurückgibt, werden mithilfe des Typparameters so viele Typinformationen wie möglich gespeichert.

Ich denke, dieser Abschnitt des Generika-Tutorials erklärt die Situation (mein Schwerpunkt):

"Sie müssen sicherstellen, dass die generische API nicht übermäßig restriktiv ist. Sie muss weiterhin den ursprünglichen Vertrag der API unterstützen. Betrachten Sie noch einmal einige Beispiele aus java.util.Collection. Die vorgenerische API sieht folgendermaßen aus:

interface Collection { 
  public boolean containsAll(Collection c);
  ...
}

Ein naiver Versuch, es zu erzeugen, ist:

interface Collection<E> { 
  public boolean containsAll(Collection<E> c);
  ...
}

Dies ist zwar sicherlich typsicher, entspricht jedoch nicht dem ursprünglichen Vertrag der API. Die Methode includesAll () funktioniert mit jeder Art von eingehender Sammlung. Es wird nur erfolgreich sein, wenn die eingehende Sammlung wirklich nur Instanzen von E enthält, aber:

• Der statische Typ der eingehenden Sammlung kann unterschiedlich sein, möglicherweise weil der Anrufer den genauen Typ der übergebenen Sammlung nicht kennt oder weil es sich um eine Sammlung <S> handelt, wobei S ein Subtyp von E ist.
• Es ist absolut legitim, includesAll () mit einer Sammlung eines anderen Typs aufzurufen. Die Routine sollte funktionieren und false zurückgeben. "

Der Grund dafür ist, dass die Eindämmung durch equalsund für hashCodewelche Methoden bestimmt wird Objectund beide einen ObjectParameter annehmen . Dies war ein früher Konstruktionsfehler in Javas Standardbibliotheken. In Verbindung mit Einschränkungen im Java-Typsystem wird alles erzwungen, was auf equals und hashCode angewiesen ist Object.

Der einzige Weg , typsichere Hash - Tabellen und Gleichheit in Java haben , ist zu vermeiden Object.equalsund Object.hashCodeund einen generischen Ersatz zu verwenden. Funktionales Java wird zu diesem Zweck mit Typklassen geliefert: Hash<A>und Equal<A>. Es wird ein Wrapper für HashMap<K, V>bereitgestellt, der Hash<K>und Equal<K>in seinem Konstruktor enthält. Diese Klassen getund containsMethoden verwenden daher ein generisches Argument vom Typ K.

Beispiel:

HashMap<String, Integer> h =
  new HashMap<String, Integer>(Equal.stringEqual, Hash.stringHash);

h.add("one", 1);

h.get("one"); // All good

h.get(Integer.valueOf(1)); // Compiler error

Kompatibilität.

Bevor Generika verfügbar waren, gab es nur get (Object o).

Hätten sie diese Methode geändert, um (<K> o) zu erhalten, hätte dies Java-Benutzern möglicherweise eine massive Code-Wartung aufgezwungen, nur um den Arbeitscode erneut kompilieren zu lassen.

Sie könnten eine eingeführte zusätzliche Methode, sagt get_checked (<K> o) und deprecate die alte Methode get () , so gibt es einen sanften Übergang Weg war. Aber aus irgendeinem Grund wurde dies nicht getan. (Die Situation, in der wir uns gerade befinden, besteht darin, dass Sie Tools wie findBugs installieren müssen, um die Typkompatibilität zwischen dem Argument get () und dem deklarierten Schlüsseltyp <K> der Map zu überprüfen.)

Die Argumente in Bezug auf die Semantik von .equals () sind meiner Meinung nach falsch. (Technisch gesehen sind sie korrekt, aber ich denke immer noch, dass sie falsch sind. Kein Designer, der bei klarem Verstand ist, wird jemals o1.equals (o2) wahr machen, wenn o1 und o2 keine gemeinsame Oberklasse haben.)

Es gibt noch einen weiteren wichtigen Grund, der technisch nicht möglich ist, da er die Karte bricht.

Java hat eine polymorphe generische Konstruktion wie <? extends SomeClass>. Eine solche Referenz kann auf einen mit signierten Typ verweisen <AnySubclassOfSomeClass>. Aber polymorphes Generikum macht diese Referenz schreibgeschützt . Mit dem Compiler können Sie generische Typen nur als Rückgabetyp für Methoden verwenden (wie einfache Getter), aber die Verwendung von Methoden blockieren, bei denen generischer Typ ein Argument ist (wie gewöhnliche Setter). Wenn Sie schreiben Map<? extends KeyType, ValueType>, können Sie vom Compiler keine Methode aufrufen get(<? extends KeyType>), und die Zuordnung ist unbrauchbar. Die einzige Lösung besteht darin, diese Methode nicht generisch zu machen : get(Object).

Abwärtskompatibilität, denke ich. Map(oder HashMap) muss noch unterstützen get(Object).

Ich habe mir das angesehen und darüber nachgedacht, warum sie es so gemacht haben. Ich glaube nicht, dass eine der vorhandenen Antworten erklärt, warum die neue generische Schnittstelle nicht einfach nur den richtigen Typ für den Schlüssel akzeptieren konnte. Der eigentliche Grund ist, dass sie, obwohl sie Generika eingeführt haben, KEINE neue Schnittstelle erstellt haben. Die Kartenschnittstelle ist dieselbe alte nicht generische Karte, die nur als generische und nicht generische Version dient. Auf diese Weise können Sie eine Methode übergeben, die nicht generische Map akzeptiert, Map<String, Customer>und sie funktioniert weiterhin. Gleichzeitig akzeptiert der Vertrag für get Object, sodass die neue Schnittstelle auch diesen Vertrag unterstützen sollte.

Meiner Meinung nach hätten sie eine neue Schnittstelle hinzufügen und beide in die vorhandene Sammlung implementieren sollen, aber sie haben sich für kompatible Schnittstellen entschieden, auch wenn dies ein schlechteres Design für die get-Methode bedeutet. Beachten Sie, dass die Sammlungen selbst mit vorhandenen Methoden kompatibel wären, nur die Schnittstellen nicht.

Wir führen gerade ein großes Refactoring durch und haben dieses stark typisierte get () verpasst, um zu überprüfen, ob wir get () mit altem Typ nicht verpasst haben.

Aber ich habe einen Workaround / hässlichen Trick für die Überprüfung der Kompilierungszeit gefunden: Erstellen Sie eine Map-Oberfläche mit stark typisiertem get, enthältKey, remove ... und fügen Sie sie in das Paket java.util Ihres Projekts ein.

Sie erhalten Kompilierungsfehler nur für den Aufruf von get (), ... mit falschen Typen scheint alles andere für den Compiler in Ordnung zu sein (zumindest innerhalb von Eclipse Kepler).

Vergessen Sie nicht, diese Schnittstelle nach Überprüfung Ihres Builds zu löschen, da dies zur Laufzeit nicht Ihren Wünschen entspricht.