-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
topic_1_07.html
1441 lines (1270 loc) · 85.8 KB
/
topic_1_07.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
<!DOCTYPE html>
<html lang="ru">
<head>
<title>1.07 - Перечисления. Исключения. Использование обобщений</title>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<link rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.3.7/css/bootstrap.min.css">
<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script>
<script src="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.3.7/js/bootstrap.min.js"></script>
<style>
body {
background: #dfdfdf;
}
/* Remove the navbar's default margin-bottom and rounded borders */
.jumbotron {
padding-top: 0;
padding-bottom: 0;
}
#header {
background-color: #445566;
}
#header h2, #header h4, #header h3, #header h5, #header p {
margin-left: -10px;
color: #ededed;
}
#header h2 {
font-weight: bold;
}
#header h4 {
font-size: 1.5em;
}
#content {
background: white;
padding-right: 9%;
box-sizing: border-box;
}
p {
text-align: justify;
}
img {
max-width: 100%;
}
ul.nav, ul.side_menu {
list-style-type: none;
margin-left: -20px;
}
.navbar {
margin-bottom: 0;
border-radius: 0;
}
.navbar-inverse {
background-color: #445566;
border: none;
border-top: 1px solid white;
}
.navbar-inverse .navbar-nav > .active > a, .navbar-inverse .navbar-nav > .active > a:hover, .navbar-inverse .navbar-nav > li > a:hover {
background-color: #293b4c;
}
/* Set height of the grid so .sidenav can be 100% (adjust as needed) */
.row.content {
height: 450px
}
/* Set gray background color and 100% height */
.sidenav {
padding-top: 20px;
height: 100%;
}
.btn-info {
color: #fff;
background-color: #445566;
border: none;
border-radius: 0;
margin-top: 5px;
margin-bottom: 5px;
}
.btn-info:hover {
background-color: #293b4c;
}
.navbar-inverse .navbar-toggle:hover {
background-color: #293b4c;
}
.hide {
visibility: hidden;
}
.disa {
cursor: default;
opacity: 0.6;
}
.disa:hover {
background-color: #445566;
}
/* Set black background color, white text and some padding */
footer {
background-color: #293b4c;
color: white;
padding: 15px;
}
#up {
color: #fff;
position: fixed;
display: block;
background: #293b4c;
width: 40px;
height: 40px;
bottom: 64px;
right: 30px;
opacity: 0;
border-radius: 50%;
padding-left: 12px;
padding-top: 8px;
box-sizing: border-box;
}
/* On small screens, set height to 'auto' for sidenav and grid */
@media screen and (max-width: 990px) {
#content {
padding-right: 10px;
}
#up {
display: none !important;
}
}
/* On small screens, set height to 'auto' for sidenav and grid */
@media screen and (max-width: 767px) {
.sidenav {
height: auto;
padding: 15px;
}
.row.content {
height: auto;
}
}
@media only screen and (max-width: 600px) {
img.small_img {
width: 40%;
height: auto;
}
img.big_img {
width: 90%;
height: auto;
}
}
.justified {
text-align: justify;
font-weight: normal
}
tt {
color: #446699;
}
</style>
</head>
<body id="top">
<div class="container-fluid text-left" id="header">
<div class="container text-left col-md-3 col-sm-12">
<img src="Images/icon-java.png" style="padding-top: 15px; box-sizing: border-box;">
</div>
<div class="container text-left col-md-9 col-sm-12">
<h2>Язык программирования и технологии Java</h2>
<h5>Разработчик курса Л. В. Иванов</h5>
<h4>Модуль 1 Объектно-ориентированное программирование и язык Java</h4>
</div>
</div>
<nav class="navbar navbar-inverse">
<div class="container-fluid">
<div class="navbar-header">
<button type="button" class="navbar-toggle" data-toggle="collapse" data-target="#myNavbar">
<span class="icon-bar"></span>
<span class="icon-bar"></span>
<span class="icon-bar"></span>
</button>
</div>
<div class="collapse navbar-collapse" id="myNavbar">
<!--div class="col-sm-12 col-md-3 sidenav">
</div-->
<ul class="nav navbar-nav">
<li><a href="index.html">Главная</a></li>
<li class="active"><a href="topic_1_01.html">Объектно-ориентированное программирование и язык Java</a>
</li>
<li><a href="topic_2_01.html">Платформа Java SE</a></li>
<li><a href="">Разработка приложений JAVA EE</a></li>
</ul>
</div>
</div>
</nav>
<div class="container-fluid text-left">
<div class="row content">
<div class="col-sm-12 col-md-3 sidenav">
<ul class="side_menu">
<li>1 Объектно-ориентированное программирование и язык Java
<ul class="side_menu">
<li><a href="topic_1_01.html">01 Парадигмы программирования. Основы объектно-ориентированного подхода</a></li>
<li><a href="topic_1_02.html">02 Язык программирования Java и Java-платформа</a></li>
<li><a href="topic_1_03.html">03 Синтаксические конструкции языка Java</a></li>
<li><a href="topic_1_04.html">04 Ссылочные типы. Массивы. Строки и классы-оболочки</a></li>
<li><a href="topic_1_05.html">05 Определение классов. Наследование и полиморфизм</a></li>
<li><a href="topic_1_06.html">06 Вложенные типы. Интерфейсы. Лямбда-выражения и ссылки на методы</a></li>
<li>07 Перечисления. Исключения. Использование обобщений</li>
<li><a href="topic_1_08.html">08 Понятие паттернов проектирования. Порождающие паттерны</a></li>
</ul>
</li>
<li>2 Платформа Java SE
<ul class="side_menu">
<li><a href="topic_2_01.html">01 Платформа Java SE и ее составляющие</a></li>
<li><a href="topic_2_02.html">02 Работа с коллекциями в Java 7</a></li>
<li><a href="topic_2_03.html">03 Работа с текстовыми данными. Локализация</a></li>
<li><a href="topic_2_04.html">04 Работа с потоками ввода-вывода и файловой системой</a></li>
<li><a href="topic_2_05.html">05 Работа с XML. XML-сериализация</a></li>
<li>06 Тестирование и управление сборкой. Ведение системного журнала</li>
<li>07 Работа с потоками выполнения</li>
<li>08 Работа с контейнерами Java 8. Stream API</li>
<li>09 Поддержка сетевого взаимодействия</li>
<li>10 Работа с базами данных</li>
<li>11 Использование RTTI и рефлексии. Метапрограммирование. Аннотации</a></li>
<li>12 </a>Использование структурных паттернов</li>
</ul>
</li>
<li>3 Основы разработки приложений Java EE
<ul class="side_menu">
<li>01 Платформа Java EE. Web-приложения. Создание сервлетов</li>
<li>02 Основы создания страниц JSP</li>
<li>03 Работа с EJB. Создание Web-сервисов</li>
<li>04 Использование Spring Framework</li>
<li>05 Использование паттернов поведения и распределения ответственности </li>
<li>06 Дополнительные возможности Java 11</li>
</ul>
</li>
</ul>
</div>
<div class="col-sm-12 col-md-9 text-left" id="content">
<div class="w3-clear nextprev">
<a class="btn btn-info float-left" href="topic_1_06.html">Предыдущая</a>
<a class="btn btn-info float-left" href="topic_1_08.html">Следующая</a>
</div>
<h1>Перечисления. Исключения. Использование обобщений</h1>
<h2>1 Теоретическая часть</h2>
<h3>1.1 Перечисления</h3>
<p>В Java 1.5 и последующих версиях поддерживается новый тип классов - перечисления. <i>Перечисление</i> задает список возможных значений, которые может получать переменная этого типа. В простейшей своей форме перечисления Java аналогичны соответствующим конструкциям C++ и C#.</p>
<blockquote>
<pre> <b>enum</b> DayOfWeek {
SUNDAY,
MONDAY,
TUESDAY,
WEDNESDAY,
THURSDAY,
FRIDAY,
SATURDAY
}
...
DayOfWeek d = DayOfWeek.WEDNESDAY;</pre>
</blockquote>
<p>В общем случае перечисления Java предоставляют возможности по определению и перегрузке методов, созданию дополнительных полей и т. д.</p>
<p>Перечисленные константы считаются открытыми. Тип <b><code>enum</code></b>, как и класс, может быть открытым или пакетным. Для имен возможных значений используют заглавные буквы, поскольку фактически это константы. С константами связаны целые значения, в следующем примере - соответственно от 0 до 6. Получать эти целые значения с помощью функции <code>ordinal()</code>, имя константы - с помощью метода <code>name()</code>. Например:</p>
<blockquote>
<pre> DayOfWeek d = DayOfWeek.WEDNESDAY;
System.out.println(d.name() + " " + d.ordinal()); </pre>
</blockquote>
<p>С помощью статической функции <code>values()</code> можно получить массив элементов перечисления:</p>
<blockquote>
<pre><b> for</b> (<b>int</b> i = 0; i < DayOfWeek.values().length; i++) {
System.out.println(DayOfWeek.values()[i]);
}</pre>
</blockquote>
<p>Статическая функция <code>valueOf()</code> позволяет получить элемент перечисления по его имени. Например, нам необходимо получить целое значение, связанное с определенным элементом:</p>
<blockquote>
<pre> System.out.println(DayOfWeek.valueOf("FRIDAY").ordinal());</pre>
</blockquote>
<p>В общем случае перечисления Java предоставляют возможности по определению и перегрузке методов, созданию дополнительных полей и т.д. Например, в перечисление <code>DayOfWeek</code> можно добавить статическую функцию <code>printAll()</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b> static void</b> printAll() {
<b>for</b> (DayOfWeek d : values())
System.out.println(d);
}</pre>
</blockquote>
<p>Можно перегрузить вывод перечисления через определение функции <code>toString()</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>enum</b> Gender {
MALE, FEMALE;
@Override
<b>public</b> String toString() {
<b>switch</b> (<b>this</b>) {
<b>case</b> MALE:
<b>return</b> "мужской пол";
<b>case</b> FEMALE:
<b></b><b>return</b> "женский пол";
}
<b> return</b> "что-то невозможное!";
}
}
<b>public class</b> GenderTest {
<b> public static void</b> main(String[] args) {
Gender g = Gender.FEMALE;
System.out.println(g);
}
}
</pre>
</blockquote>
<p>Константы можно связать с соответствующими значениями. Например, перечисление "Спутник Марса" содержит поле "Расстояние от центра Марса". В нашем примере необходимо добавить конструктор и дополнительные элементы:</p>
<blockquote>
<pre><b>package</b> ua.inf.iwanoff.seventh;
<b>
enum</b> MoonOfMars {
PHOBOS(9377), DEIMOS(23460);
<b>private double</b> distance;
<b>private</b> MoonOfMars(<b>double</b> distance) {
<b>this</b>.distance = distance;
}
<b>double</b> getDistance() {
<b>return</b> distance;
}
@Override
<b>public</b> String toString() {
<b>return</b> name() + ". " + distance + " km from Mars";
}
}
<b>
public class</b> MoonsOfMarsTest {
<b>public static void</b> main(String[] args) {
MoonOfMars m = MoonOfMars.PHOBOS;
System.out.println(m); // PHOBOS. 9377.0 km from Mars
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Как видно из текста, наличие конструктора обусловливает описание констант с определением фактических параметров.</p>
<h3>1.2 Генерация и обработка исключений</h3>
<h4>1.2.1 Основные концепции</h4>
<p>Использование механизма обработки исключений является очень важной составной частью практики программирования на Java. Почти каждая программа на Java содержит определенные части этого механизма. Объекты-исключения позволяют программисту отделить точки возникновения ошибок времени выполнения от кода, который эти ошибки должен обработать. Это позволяет создавать более надежно работающие универсальные классы и библиотеки.</p>
<p><i>Исключение</i> представляет собой событие, которое возникает при выполнении программы и нарушает нормальное выполнение инструкций кода. Исключения в Java делятся на синхронные (ошибка времени выполнения, ситуация, сгенерированная с помощью <b><code>throw</code></b>) и асинхронные (системные, сбои виртуальной машины Java). Место возникновения последних выявить достаточно сложно.</p>
<p>По сравнению с C++ и C#, Java реализует наиболее строгий механизм работы с исключениями.</p>
<h4>1.2.2 Синтаксис генерации исключений</h4>
<p>Для генерации исключения используется утверждение <b><code>throw</code></b>. После ключевого слова <b><code>throw</code></b> должен следовать объект класса <code>java.lang.Throwable</code> или классов, производных от него. Для программных исключений обычно используется класс <code>java.lang.Exception</code> (производный от <code>Throwable</code>) или классы, произведенные от <code>Exception</code>. Такие производные классы обычно отражают специфику конкретной программы. </p>
<blockquote>
<pre><b>class</b> SpecificException <b>extends</b> Exception {
}</pre>
</blockquote>
<p>Имеется также базовый класс для генерации системных ошибок - класс <code>Error</code>. Классы <code>Exception</code> и <code>Error</code> имеют общий базовый класс - <code>Throwable</code>.</p>
<p>В большинстве случаев объект-исключение создается в точке генерации исключения с помощью оператора <b><code>new</code></b>. Например, типичное утверждение <b><code>throw</code></b> может выглядеть так:</p>
<blockquote>
<pre><b>void</b> f() . . .
. . .
<b> if</b> (/* ошибка */) {
<b> throw new</b> SpecificException();
}</pre>
</blockquote>
<p>В заголовке функции необходимо специфицировать все типы исключений, генерируемые данной функцией. Это делается с помощью ключевого слова <b><code>throws</code></b>:</p>
<blockquote>
<pre><b>void</b> f() <b>throws</b> SpecificException, AnotherException {
. . .
<b> if</b> (/* ошибка */)
<b> throw new</b> SpecificException();
<b>if</b> (/* другая ошибка */)
<b> throw new</b> AnotherException();</pre>
</blockquote>
<p>В следующем примере функция <code>reciprocal()</code> генерирует исключение в случае деления на ноль. </p>
<blockquote>
<pre><b>class</b> DivisionByZero <b>extends</b> Exception {
}
<b>class</b> Test {<b>
double</b> reciprocal(<b>double</b> x) <b>throws</b> DivisionByZero {
<b>if</b> (x == 0) {
<b>throw new</b> DivisionByZero();
}
<b>return</b> 1 / x;
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В отличие от C++, Java не допускает создания исключений примитивных типов. Разрешены только объектные типы, принадлежащие иерархии исключений (потомки <code>Exception</code> или <code>Throwable</code>).</p>
<p>При наследовании для перекрытых функций список исключений должен сохраняться. </p>
<h4>1.2.3 Синтаксис обработки исключений</h4>
<p>Исключение, которое было сгенерировано в определенной части кода, должно быть перехвачено в другой части. Например, если мы хотим обратиться к функции, которая потенциально может сгенерировать исключение, вызов этой функции помещают в блок <b><code>try { }</code></b>:</p>
<blockquote>
<pre><b>double </b>x, y;
. . .
<b>try</b> {
y = reciprocal(x);
}</pre>
</blockquote>
<p>После блока <b><code>try</code></b> должен следовать один или несколько обработчиков (блоков <b><code>catch</code></b>). Каждый такой обработчик соответствует определенному типу исключения:</p>
<blockquote>
<pre><b>catch</b> (DivisionByZero d) {
// обработка исключения
}<b>
catch</b> (Exception ex) {
// обработка исключения
}<b></b></pre>
</blockquote>
<p></p>
<p>Классы исключений образуют иерархию. При сопоставлении типов исключений обработчик базового типа воспринимает также исключения всех произведенных от него типов. Отсюда следует, что обработчики производных типов следует размещать до обработчиков базовых типов. Допустим, например, имеется такая иерархия классов исключений:</p>
<blockquote>
<pre><b>class</b> BaseException <b>extends</b> Exception {
}
<b>class</b> FileException <b>extends</b> BaseException {
}
<b>class</b> FileNotFoundException <b>extends</b> FileException {
}
<b>class</b> WrongFormatException <b>extends</b> FileException {
}
<b>class</b> MathException <b>extends</b> BaseException {
}
<b>class</b> DivisionByZero <b>extends</b> MathException {
}
<b>class</b> WrongArgument <b>extends</b> MathException {
}
</pre>
</blockquote>
<p>Имеется некоторая функция, которая может сгенерировать все типы исключений:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> Exceptions {
<b>public static void</b> badFunc() <b>throws</b> BaseException {
// могут возникнуть различные исключения
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В зависимости от логики программы различные типы исключений можно обрабатывать более детально:</p>
<blockquote>
<pre><b>try</b> {
Exceptions.badFunc();
}
<b>catch</b> (FileNotFoundException ex) {
// файл не найден
}
<b>catch</b> (WrongFormatException ex) {
// неправильный формат
}
<b>catch</b> (FileException ex) {
// прочие ошибки, связанные с файлами
}
<b>catch</b> (MathException ex) {
// все математические ошибки обрабатываем вместе
}
<b>catch</b> (BaseException ex) {
// подбираем все оставшиеся исключения функции badFunc()
}
<b>catch</b> (Exception ex) {
// на всякий случай
}
</pre>
</blockquote>
<p>После последнего блока <b><code>catch</code></b> можно поместить блок <b><code>finally</code></b>. Этот код всегда выполняется не зависимо от того, возникло исключение или нет, даже если в каком-то из блоков был осуществлен выход из функции.</p>
<blockquote>
<pre><b>try</b> {
openFile();
// другие действия
}
<b>catch</b> (FileError f) {
// обработка исключения
}<b>
catch</b> (Exception ex) {
// обработка исключения
}<b>
finally </b>{
closeFile();
}</pre>
</blockquote>
<p>Для перехвата любого исключения используются типы <code>Exception</code> или <code>Throwable</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>catch</b> (Exception ex) {
// Обработка исключения
}<b></b></pre>
</blockquote>
<p>или</p>
<blockquote>
<pre><b>catch</b> (Throwable ex) {
// Обработка исключения
}<b></b></pre>
</blockquote>
<p>Типичная реализация обработчика исключения - вызов метода <code>printStackTrace()</code> класса <code>Throwable</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>catch</b> (Throwable ex) {
ex.printStackTrace();
}<b></b></pre>
</blockquote>
<p>Этот метод осуществляет вывод информации о трассировке стека в стандартный поток сообщений об ошибках <code>System.err</code>. Ниже приведен пример работы функции <code>printStackTrace()</code>: </p>
<blockquote>
<pre>java.lang.NullPointerException
at SomeClass.g(SomeClass.java:9)
at SomeClass.f(SomeClass.java:6)
at SomeClass.main(SomeClass.java:3)</pre>
</blockquote>
<p>Вызов функции, которая может сгенерировать исключение, вне блока <b><code>try</code></b> приводит к ошибке компиляции. Проверка должна обязательно производиться:</p>
<blockquote>
<pre><b>double</b> f(<b>double</b> x) {
<b>double</b> y = 0;
<b>try</b> {
y = (<b>new</b> Test()).reciprocal(x);
}<b>
catch</b> (DivisionByZero ex) {
ex.printStackTrace();
}<b>
return </b>y;
}</pre>
</blockquote>
<p>Неперехваченное исключение может быть передано внешнему обработчику с использованием ключевого слова <b><code>throws</code></b>:</p>
<blockquote>
<pre><b>double</b> g(<b>double</b> x) <b>throws</b> DivisionByZero {
<b>double</b> y;
y = reciprocal(x);<b>
return </b>y;
}</pre>
</blockquote>
<p>Это правило обязательно для всех исключений Java кроме объектов класса <code>RuntimeException</code> или его потомков, а также для ошибок типа <code>Error</code>. Генерацию таких исключений не нужно оговаривать в заголовке функции. Программист может обрабатывать или игнорировать такие исключения по своему усмотрению. Типичный класс исключений такого вида - <code>NullPointerException</code>.</p>
<p>В версии Java 7 к синтаксису исключений добавлены новые конструкции, которые делают работу с исключениями более удобной. Например, можно создать обработчик событий различных типов с использованием побитовой операции "ИЛИ":</p>
<blockquote>
<pre><b>public void</b> newMultiCatch() {
<b> try</b> {
methodThatThrowsThreeExceptions();
}
<b>catch</b> (ExceptionOne | ExceptionTwo | ExceptionThree e) {
// обработка всех исключений
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Другие дополнительные возможности связаны с так называемым блоком управления ресурсами ("try-with-resources"). Для объектов классов, реализующих интерфейс <code>java.lang.AutoCloseable</code> можно поместить создание объекта непосредственно после <b><code>try</code></b>. Метод <code>close()</code>, предусмотренный этим интерфейсом, будет гарантированно вызван при выходе из блока. (аналогично выполнению кода в <b><code>finally</code></b>):</p>
<blockquote>
<pre><b>try</b> (ClassThatImplementsAutoCloseable sc) {
// действия, которые могут привести к исключению
}
<b>catch</b> (Exception f) {
// обработка исключения
} // автоматический вызов sc.close()</pre>
</blockquote>
<p>Чаще всего данную конструкцию используют в сочетании с файловыми потоками:</p>
<blockquote>
<pre><b>public void</b> newTry() {
<b>try</b> (FileOutputStream fos = <b>new</b> FileOutputStream("movies.txt")) {
// Работа с файловыми потоками
}
<b>catch</b> (IOException e) {
// сообщение об ошибке
} // автоматическое закрытие файла
}</pre>
</blockquote>
<p>Файловые потоки будут гарантированно закрыты.</p>
<p>Среда IntelliJ IDEA позволяет автоматизировать процесс создания блоков перехвата и обработки исключений. Если в тексте функции пометить блок и использовать функцию <tt>Code | Surround With... | try / catch</tt>, помеченный блок будет расположен в блоке перехвата исключений (<code><b>try</b> { }</code>), а дальше будут добавлены <b><code>catch</code></b>-блоки, содержащие стандартную обработку всех возможных исключений.</p>
<h3>1.3 Обобщенное программирование в Java</h3>
<h4>1.3.1 Концепция обобщенного программирования</h4>
<p>Часто возникает необходимость в создании так называемых классов-контейнеров - таких, которые содержат объекты произвольных типов. При этом над элементами контейнеров необходимо выполнять некоторые однотипные действия. Код для обработки объектов различных типов выглядит практически одинаково. Это особенно справедливо, если для разных типов данных требуется реализовать алгоритмы наподобие быстрой сортировки либо способы обработки таких структур данных, как связанный список или двоичное дерево. В таких случаях код одинаков для всех используемых типов объектов.</p>
<p>Парадигма <em>обобщенного программирования</em> предполагает описание правил хранения данных и алгоритмов в общем виде независимо от конкретных типов данных. Конкретные типы данных, над которыми выполняются действия, специфицируются позже. Механизмы разделения структур данных и алгоритмов, а также формулирование абстрактных описаний требований к данным, определяются по-разному в различных языках программирования. Вначале возможности обобщенного программирования были предоставлены в семидесятые годы XX столетия языками CLU и Ада (обобщенные функции), позже были реализованы в языке ML (параметрический полиморфизм).</p>
<p>Наиболее полно и гибко идея обобщенного программирования реализована в языке C++ через механизм шаблонов. Шаблон (template) в C++ представляет собой фрагмент кода, обобщенно описывающий работу с некоторым абстрактным типом, заданным как <em>параметр</em> шаблона. Этот фрагмент кода (класс или функция) окончательно компилируется только при <em>инстанцировании</em> шаблона конкретным типом, то есть при подстановке конкретного типа вместо параметра. На использовании шаблонных функций и параметризированных классов построена Стандартная библиотека шаблонов (STL), являющаяся в настоящее время частью Стандартной библиотеки C++. STL включает описание стандартных контейнерных классов и независимых от них алгоритмов.</p>
<p>Для реализации обобщенного программирования в Java используются обобщения - специальная языковая конструкция, появившаяся в синтаксисе языка начиная с версии Java 5.</p>
<h4>1.3.2 Проблемы создания универсальных контейнеров в Java 2</h4>
<p>Очень часто возникает необходимость в создании так называемых классов-контейнеров - таких, которые содержат объекты произвольных типов. Например, иногда возникает необходимость хранить пару объектов одного типа. Можно предложить класс <code>Pair</code> (пара). Он содержит две ссылки на класс <code>Object</code>: </p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> Pair {
Object first, second;
<b>public</b> Pair(Object first, Object second) {
<b>this</b>.first = first;
<b>this</b>.second = second;
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Поскольку класс<code> Object</code> является базовым для всех ссылочных типов, новый класс можно, например, применить для хранения пары строк:</p>
<blockquote>
<pre>Pair p = <b>new</b> Pair("Фамилия", "Имя"); </pre>
</blockquote>
<p>Такой подход имеет определенные недостатки:</p>
<ul>
<li>Для чтения объектов необходимо применить явное преобразование типов:</li>
<pre> String s = (String) p.first; // вместо String s = p.first;</pre>
<li>Нет уверенности, что в паре хранятся объекты именно того типа, который нас интересует:</li>
<pre> Integer i = (Integer) p.second; // Ошибка времени выполнения</pre>
<li>Нельзя гарантировать, что оба поля будут одного типа:</li>
<pre> Pair p1 = <b>new</b> Pair("Фамилия", <b>new</b> Integer(2)); // Ни одного сообщения об ошибке</pre>
</ul>
<p><span class="justified">Аналогичные проблемы в Java 2 возникали со стандартными контейнерными классами. Следствием реализованного таким образом подхода стали потенциальные ошибки времени выполнения, которые не могли быть детектированы при компиляции кода.</span></p>
<h4>1.3.3 Обобщения (Generics)</h4>
<p>Указанные ранее проблемы решает появившаяся в Java 5 синтаксическая конструкция, так называемое <i>обобщение</i> - конструкция, включающая в себя параметр класса или функции, который содержит дополнительную информацию о типе элементов и других данных. Этот параметр берут в угловые скобки. Обобщение предоставляют возможность создания и использования структур данных, безопасных с точки зрения типов. Классы, описание которых содержит такой параметр, называются <i>обобщенными</i>. При создании объекта обобщенного типа в угловых скобках указывают имена реальных типов. Можно использовать только типы ссылок. Предыдущий пример можно реализовать с применением обобщений. </p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> Pair<T> {
T first, second;
<b>public</b> Pair(T first, T second) {
<b>this</b>.first = first;
<b>this</b>.second = second;
}
<b>public static void</b> main(String[] args) {
Pair<String> p = <b>new</b> Pair<String>("Фамилия", "Имя");
String s = p.first; // Получаем строку без приведения типов
Pair<Integer> p1 = <b>new</b> Pair<Integer>(1, 2); // Можно использовать целые константы
<b>int</b> i = p1.second; // Получаем целое значение без приведения типов
}
} </pre>
</blockquote>
<p><i>Примечание</i>: Java 7 позволяет не повторять фактический параметр обобщения после имени конструктора. Например: </p>
<blockquote>
<pre>Pair<Integer> p1 = <b>new</b> Pair<>(1, 2);</pre>
</blockquote>
<p> Если мы пытаемся добавить к паре данные различных типов, компилятор сгенерирует ошибку. Ошибочной является также попытка явно преобразовать тип:</p>
<blockquote>
<pre>Pair<String> p = <b>new</b> Pair<String>("1", "2");
Integer i = (Integer) p.second; // ошибка компиляции</pre>
</blockquote>
<p> Тип данных с параметром в угловых скобках (например, <code>Pair<String></code>) называется <i>параметризованным типом</i>. </p>
<p>Обобщения реально существуют только на уровне исходного кода. Фактически в полях класса хранятся ссылки на <code>Object</code>. Информация о типе используется компилятором для контроля и автоматического приведения типов в исходном тексте.</p>
<p>Кроме обобщенных классов, можно создавать <i>обобщенные интерфейсы</i>. Параметр может быть использован в описании функций, объявленных в интерфейсе. При их реализации вместо параметра обобщения используют некоторый ссылочный тип. Например: </p>
<blockquote>
<pre><b>interface</b> Function<T> {
T func(T x);
}
<b>class</b> DoubleFunc <b>implements</b> Function<Double> {
@Override
<b>public</b> Double func(Double x) {
<b>return</b> x * 1.5;
}
}
<b>class</b> IntFunc <b>implements</b> Function<Integer> {
@Override
<b>public</b> Integer func(Integer x) {
<b>return</b> x % 2;
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Java также позволяет создавать <i>обобщенные функции</i> внутри как обобщенных, так и обычных (необобщенных) классов:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> ArrayPrinter {
<b> public static</b><T> <b>void</b> printArray(T[] a) {
<b>for</b> (T x : a) {
System.out.print(x + "\t");
}
System.out.println();
}
<b> public static void</b> main(String[] args) {
String[] as = {"First", "Second", "Third"};
printArray(as);
Integer[] ai = {1, 2, 4, 8};
printArray(ai);
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Как видно из примера, вызов обобщенной функции не требует явного определения типа. Иногда такое определение необходимо, например, когда в функции нет параметров обобщенного типа. Если это статическая функция, необходимо явно указывать ее класс. Например:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> TypeConverter {
<b>public static</b><T> T convert(Object object) {
<b>return</b> (T) object;
}
<b>public static void</b> main(String[] args) {
Object o = "Some Text";
String s = TypeConverter.<String>convert(o);
System.out.println(s);
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Рекомендованными именами формальных параметров являются имена из одной большой буквы. Обобщение может иметь два и более параметров. В следующем примере пара может содержать ссылки на объекты разных типов:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> PairOfDifferentObjects<T, E> {
T first;
E second;
<b>public</b> PairOfDifferentObjects(T first, E second) {
<b>this</b>.first = first;
<b>this</b>.second = second;
}
<b>public static void</b> main(String[] args) {
PairOfDifferentObjects<Integer, String> p = <b>
new</b> PairOfDifferentObjects<Integer, String>(1000, "thousand");
PairOfDifferentObjects<Integer, Integer> p1 = <b>
new</b> PairOfDifferentObjects<Integer, Integer>(1, 2);
//...
}
} </pre>
</blockquote>
<p>Над данными типа параметра обобщения можно осуществлять только действия, разрешенные для объектов класса <code>Object</code>. Иногда для расширения функциональности желательным является конкретизация типа. Например, мы хотим вызвать методы, объявленные в определенном классе или интерфейсе. Тогда можно применить следующий синтаксис описания параметра: <code><T <b>extends</b> SomeBaseType></code> или <code><T <b>extends</b> FirstType & SecondType></code> и т.д. Слово <code> <b>extends</b></code> используется как для классов, так и для интерфейсов.</p>
<p>Например, можно создать обобщенную функцию вычисления среднего арифметического в массиве некоторых числовых значений. Стандартные классы <code>Double</code>, <code>Float</code>, <code>Integer</code>, <code>Long</code> и другие классы-оболочки числовых данных имеют общий абстрактный базовый класс - <code>java.lang.Number</code>, декларирующий, в частности, метод <code>doubleValue()</code>, позволяющий, получить хранящееся в объекте число в виде значения типа <strong><code>double</code></strong>. Этот факт можно использовать при вычислении среднего арифметического. Созданная функция может работать с массивами чисел различных типов:</p>
<blockquote>
<pre><b>package</b> ua.inf.iwanoff.seventh;
<b>public class</b> AverageTest {
<b>public static</b><E <b>extends</b> Number> <b>double</b> average(E[] arr) {
<b>double</b> result = 0;
<b>for</b> (E elem : arr) {
result += elem.doubleValue();
}
<b>return</b> result / arr.length;
}
<b>public static void</b> main(String[] args) {
Double[] doubles = { 1.0, 1.1, 1.5 };
System.out.println(average(doubles)); // 1.2
Integer[] ints = { 10, 20, 3, 4 };
System.out.println(average(ints)); // 9.25
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Приведем пример создания обобщенного класса, который хранит массив элементов определенного типа:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> MyArray<T> {
<b>private</b> T[] arr;
<b>public</b> MyArray(T... arr) {
<b>this</b>.arr = arr;
}
<b>public int</b> size() {
<b>return</b> arr.length;
}
<b>public</b> T get(<b>int</b> i) {
<b>return</b> arr[i];
}
<b>public void</b> set(<b>int</b> i, T t) {
arr[i] = t;
}
<b>public void</b> printAll() {
<b>for</b> (<b>int</b> i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В другом классе осуществляем тестирование:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> TestClass {
<b>public static void</b> main(String[] args) {
MyArray<String> a = <b>new</b> MyArray<>(<b>new</b> String[]{ "1", "2" });
String s = a.get(a.size() - 1);
System.out.println(s); // 2
a.set(1, "New");
a.printAll(); // 1 New
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Нельзя создавать объекты и массивы обобщенных типов:</p>
<blockquote>
<pre>T arr = <b>new</b> T[10]; // ошибка!</pre>
</blockquote>
<p>В нашем примере эту проблему можно решить с помощью ссылок на класс <code>Object</code>. Кроме того, для удобства использования конструктор можно реализовать как функцию с переменным числом параметров. Полезной также будет функция добавления элемента в конец массива. Альтернативная реализация может быть следующей:</p>
<blockquote>
<pre><b>package</b> ua.inf.iwanoff.seventh;
<b>public class</b> MyArray<T> {
<b>private</b> Object[] arr = {};
<b>public</b> MyArray(T... arr) {
<b>this</b>.arr = arr;
}
<b>public</b> MyArray(<b>int</b> size) {
arr = <b>new</b> Object[size];
}
<b>public int</b> size() {
<b>return</b> arr.length;
}
<b>public</b> T get(<b>int</b> i) {
<b>return</b> (T)arr[i];
}
<b>public void</b> set(<b>int</b> i, T t) {
arr[i] = t;
}
<b>public void</b> add(T t) {
Object[] temp = <b>new</b> Object[arr.length + 1];
System.arraycopy(arr, 0, temp, 0, arr.length);
arr = temp;
arr[arr.length - 1] = t;
}
<b>public void</b> printAll() {
<b>for</b> (<b>int</b> i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В другом классе осуществляем тестирование:</p>
<blockquote>
<pre><b>package</b> ua.inf.iwanoff.seventh;
<b>public class</b> TestClass {
<b>public static void</b> main(String[] args) {
MyArray<String> a = <b>new</b> MyArray<>("1", "2");
String s = a.get(a.size() - 1);
System.out.println(s); // 2
a.set(1, "New");
a.printAll(); // 1 New
MyArray<Double> b = <b>new</b> MyArray<>(3);
b.set(0, 1.0);
b.set(1, 2.0);
b.set(2, 4.0);
b.add(8.0);
b.printAll();
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Функциональность класса можно расширить методами добавления нового элемента внутри массива, удаления существующего и т.д.</p>
<p>Синтаксис обобщений предполагает использование так называемых <i>масок</i> (wildcard, символ '?'). Маска применяется, например, для описания ссылок на пока неизвестный тип. Использование масок делает обобщенные классы и функции более совместимыми. Маска предоставляет альтернативный способ создания обобщенных функций.</p>
<p>В следующем примере используется ранее созданный класс <code>MyArray</code>, в частности, его конструктор с переменным числом параметров:</p>
<blockquote>
<pre><b>package</b> ua.inf.iwanoff.seventh;
<b>public class</b> GenericArrayPrinter {
<b>public static void</b> printGenericArray(MyArray<?> a) {
<b>for</b> (<b>int</b> i = 0; i < a.size(); i++) {
System.out.print(a.get(i) + "\t");
}
System.out.println();
}
<b>public static void</b> main(String[] args) {
MyArray<String> arr1 = <b>new</b> MyArray("First", "Second", "Third");
printGenericArray(arr1);
MyArray<?> arr2 = <b>new</b> MyArray(1, 2, 3); // MyArray<?> вместо MyArray<Integer>
printGenericArray(arr2);
}
}</pre>
</blockquote>
<p>Можно ограничить использование типа параметра функции определенными производными классами, например, <code>MyArray<? <b>super</b> String></code>. Тогда использование <code>MyArray<Integer></code> невозможно.</p>
<p>Классы-исключения не могут быть обобщенными, поскольку нельзя создать обобщенный класс, производный от <code>Exception</code>. Но можно создать обобщенный конструктор или обобщенную функцию доступа к элементам.</p>
<h3>1.4 Сортировка массивов</h3>
<p>В простейшем случае сортировки всего массива по возрастанию осуществляется с помощью функции <code>sort()</code> с одним параметром - ссылкой на соответствующий массив. Статическая функция <code>sort()</code> класса <code>java.util.Array</code> реализована для массивов всех примитивных типов. Аналогично можно реализовать сортировку объектов классов, для которых определено натуральное сравнение, т.е. реализован интерфейс <code>Comparable</code>. Единственный метод этого интерфейса<code> - compareTo()</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>public int</b> compareTo(Object o)</pre>
</blockquote>
<p>Метод должен вернуть отрицательное значение (например, -1), если объект, для которого вызван метод, меньше объекта <code>o</code>, нулевое значение, если объекты равны, и положительное значение в противном случае.</p>
<p>Классы, реализующие интерфейс <code>Comparable</code>, - это классы-оболочки <code>Double</code>, <code>Integer</code>, <code>Long</code> и т.д., а также <code>String</code>. Например, таким образом можно рассортировать массив объектов типа <code>Integer</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>public class</b> SortIntegers {
<b>public static void</b> main(String[] args) {
Integer[] a = {7, 8, 3, 4, -10, 0};
java.util.Arrays.sort(a);
System.out.println(java.util.Arrays.toString(a));
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В Java 5 <code>Comparable</code> <code>-</code> это обобщенный интерфейс. Если использовать обобщения, функция <code>compareTo()</code> должна принимать аргумент типа параметра обобщения.</p>
<p>Можно самостоятельно создать класс, реализующий интерфейс <code>Comparable</code>. Например, массив прямоугольников сортируется по площади:</p>
<blockquote>
<pre><b>class</b> Rectangle <b>implements</b> Comparable<Rectangle> {
<b>double</b> width, height;
<b>public</b> Rectangle(<b>double</b> width, <b>double</b> height) {
<b>this</b>.width = width;
<b>this</b>.height = height;
}
<b>public double</b> area() {
<b>return</b> width * height;
}
<b>public</b> double perimeter() {
<strong>return</strong> ( width + height ) * 2;
}
<b>public int</b> compareTo(Rectangle rect) {
<b>return</b> Double.compare(area(), rect.area());
}
<b>public</b> String toString() {
<b>return</b> "\n [" + width + ", " + height + ", area = " + area() + ", 
perimeter = " + perimeter() + "]";
}
}
<b>
public class</b> SortRectangles {
<b>public static void</b> main(String[] args) {
Rectangle[] a = { <b>
new</b> Rectangle(2, 7),
<b>new</b> Rectangle(5, 3),
<b>new</b> Rectangle(3, 4)
};
java.util.Arrays.sort(a);
System.out.println(java.util.Arrays.toString(a));
}
}</pre>
</blockquote>
<p>В приведенном примере используется статическая функция <code>compare()</code> класса <code>Double</code>. Эта функция возвращает значение, необходимое методу <code>sort()</code>.</p>
<p>Если мы не хотим (или не можем) определить функцию <code>compareTo()</code>, можно создать класс, реализующий интерфейс <code>Comparator</code>. Ссылка на объект такого класса передается в качестве у второго (четвертого) параметру функции <code>sort()</code>:</p>
<blockquote>
<pre><b>public static void</b> sort(T[] a, Comparator<? <b>super</b> T> c)
<b>public static void</b> sort(T[] a, <b>int</b> fromIndex, <b>int</b> toIndex, Comparator<? <b>super</b> T> c)</pre>
</blockquote>
<p>Интерфейс <code>Comparator</code> содержит описание метода <code>compare()</code> с двумя параметрами. Функция должна вернуть отрицательное число, если первый объект при сортировке необходимо считать меньшим, чем другой, значение 0, если объекты эквивалентны, и положительное число в противном случае.</p>
<p>Начиная с Java 5 <code>Comparator</code> <code>-</code> это также обобщенный интерфейс. Если использовать обобщения, функция <code>compare()</code> должна принимать два аргумента типа параметра обобщения. Например:</p>
<blockquote>
<pre><b>import</b> java.util.Comparator;
<b>
class</b> Rectangle {
<b>double</b> width, height;
<b>public</b> Rectangle(<b>double</b> width, <b>double</b> height) {
<b>this</b>.width = width;
<b>this</b>.height = height;
}
<b>public double</b> area() {
<b>return</b> width * height;
}
<b>public</b> double perimeter() {
<strong>return</strong> (width + height) * 2;
}
<b>public</b> String toString() {
<b>return</b> "\n [" + width + ", " + height + ", area = " + area() + ", 
perimeter = " + perimeter() + "]";
}
}
<b>
class</b> CompareByArea <b>implements</b> Comparator<Rectangle>
{
@Override
<b>public int</b> compare(Rectangle r1, Rectangle r2) {
<b>return</b> Double.compare(r1.area(), r2.area());
}
}
<b>