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Variance en Java

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2023-09-01 13:05:061045parcourir

Variance en Java

Grâce à ses puissantes capacités de programmation orientée objet, Java offre aux programmeurs de multiples mécanismes pour développer du code flexible et efficace. L’un des concepts souvent négligés mais cruciaux est la variance. Comprendre la variance est crucial pour maîtriser Java, en particulier lorsque vous travaillez avec des génériques et des collections. Cet article examine en profondeur la variance en Java, couvrant ses types (covariance, contravariance et invariance) et ses applications pratiques.

Comprendre la variance

La variance fait référence à la relation entre les sous-types d'un type plus complexe et les sous-types de ses composants. En termes simples, il détermine comment la hiérarchie des types de classes est préservée lorsque ces classes sont utilisées comme paramètres de type. Les variantes deviennent particulièrement importantes lorsqu'il s'agit de génériques, fournissant un cadre pour garantir la sécurité des types tout en permettant un certain degré de flexibilité dans les affectations.

La variance peut être divisée en trois types principaux :

  • Covariance - Si ClassB est une sous-classe de ClassA, alors Collection peut être considérée comme une sous-classe de Collection.

  • Contravariance - Si ClassB est une sous-classe de ClassA, alors Collection peut être considérée comme une sous-classe de Collection. p>

  • Invariance - Collection et Collection n'ont aucune relation de sous-type, quelle que soit la relation entre ClassA et ClassB.

Approfondissons chaque concept.

Covariance en Java

En Java, la covariance est obtenue en utilisant des caractères génériques et une clause d'extension. Prenons un exemple -

List<Animal> animals = new ArrayList<>();
<List<super Cat>cats=animals;

Dans ce cas, vous pouvez ajouter un objet Cat ou n'importe quelle instance de celui-ci à cats, mais vous ne pouvez pas lire à partir de cats et traiter le résultat comme Cat car il peut contenir n'importe quel supertype de Cat, y compris Animal ou Objet. Vous pouvez donc écrire aux chats, mais vous ne pouvez pas le lire de manière sécurisée

Immuabilité en Java

L'immuabilité est le comportement par défaut en Java et signifie qu'il n'y a pas de relation de sous-typage entre Collection et Collection, quelle que soit la relation entre ClassA et ClassB. Cela peut sembler restrictif, mais c'est crucial pour la sécurité du type. En Java, List n'est pas un sous-type de List, bien que String soit un sous-type d'Object. En effet, les collections Java sont mutables et autoriser cette relation entraînerait une erreur de type d'exécution. 

List<String> strings = new ArrayList<>();
// Compile error: Incompatible types
List<Object> objects = strings;

Dans l'exemple ci-dessus, bien que String soit un sous-type d'Object, List n'est pas un sous-type de List, donc une erreur de compilation se produit.

Cette fonctionnalité peut initialement sembler une limitation, mais il s'agit d'un aspect important du système de types Java qui garantit qu'aucune opération dangereuse n'est effectuée. Si List est un sous-type de List, des objets qui ne sont pas des chaînes peuvent être ajoutés à List, provoquant une ClassCastException au moment de l'exécution. 

List<String> strings = new ArrayList<>();
// If this were allowed...
List<Object> objects = strings;
// ...this would put a non-String into a List<String>
objects.add(new Object());
String str= strings.get(0); // ClassCastException

Cet exemple illustre pourquoi le maintien de l'immuabilité de type sécurisé est crucial.

Paramètres de type limité et variance

La covariance et la contravariance sont les plus couramment utilisées pour les paramètres de type borné. Les paramètres de type limité sont un moyen d'indiquer qu'un paramètre de type doit être un sous-type (mot-clé extends) ou un supertype (super-mot-clé) d'un certain type. Cela permet une certaine flexibilité pour décider quels types peuvent être transmis aux méthodes tout en conservant la sécurité des types.

Par exemple, vous pourriez avoir une méthode qui opère sur une liste de Nombre et toutes ses sous-classes -

public <T extends Number> void processNumbers(List<T> numbers) { /* ... */ }

Dans cette méthode, T est un paramètre de type limité et doit être un nombre ou un sous-type de nombre. Cela permet à la méthode d'opérer sur List, List, List, etc., présentant une covariance

Conclusion

En résumé, comprendre la variance en Java est crucial pour utiliser efficacement les génériques et les collections. Il permet un code flexible tout en garantissant la sécurité du type.

Covariance, en utilisant le mot-clé extends, permet aux sous-classes de remplacer les superclasses, réalisant ainsi un traitement d'objet plus général. La contravariance, en revanche, permet de substituer des superclasses aux sous-classes, permettant ainsi d'effectuer un plus large éventail d'opérations sur des objets plus spécifiques.

L'immuabilité maintient la sécurité des types en garantissant que les collections de différents types (même si elles sont liées par héritage) conservent leur unicité et évitent les erreurs de type d'exécution.

对象>字符串>

对象>字符串>

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Java String Object 面向对象 子类 字符串 继承 Collection 泛型 number 对象
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