Bài giảng cấu trúc dữ liệu chương 2 nguyễn xuân vinh

GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

CẤU TRÚC DỮ LIỆU
DATA STRUCTURES
[214331]

JAVA GENERICS

1

/XX

12/3/15

Source: Nguyễn Văn Khiêm


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU
12/3/15
/XX
2

Nội dung chính

 Giới thiệu về Generic.
 Generic trong Java.
 Lớp Generic.
 Phương thức Generic.
 Giới hạn (bound) của các biến kiểu (Type variables).

 Wildcard.
 Generic và Máy ảo Java.
 Các lớp Generic Collection.
 Hạn chế của Generic.
 Kết luận.
 Bài tập.


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Giới thiệu về Generic

 Lập trình Generic được đề xướng bởi ngôn ngữ Ada năm 1983.
 Cho phép các giải thuật có thể dựa trên các kiểu được xác định sau, và các kiểu này sẽ được thể hiện khi cần
thiết.

3

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

 Định nghĩa các kiểu ở mức trừu tượng.
 Các kiểu này có thể được thay thế bằng nhiều kiểu cụ thể (class, interface) khác khi sử dụng.
 Hiện nay Generic có trong Ada, Java, Template trong C++, C#, Visual Basic, .Net, Eiffel và Haskell


4

/XX

12/3/15
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Generic trong Java

 Trước jdk1.5:


•

Trước jdk1.5:

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

JDK 1.4

Phải ép kiểu

5

/XX

12/3/15

Ném ngoại lệ khi
chạy


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Một giải pháp tồi

 Chúng ta có thể tạo class sau chỉ để chứa danh sách Student:
class StudentList {
void add(Student element) { ... }
Student remove(int index) { ... }

6

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

}
Nhưng, khi cần một danh sách chỉ chứa đối tượng Teacher?
Copy-paste?


Sử dụng Generic

•

Từ jdk1.5:

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Generic trong Java (tt)

Lỗi ngay khi biên dịch

7

/XX

12/3/15

Không phải ép kiểu


8

/XX

12/3/15
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Lớp Generic

 Là lớp với một hoặc nhiều biến kiểu.


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Lớp Generic

 Là lớp với một hoặc nhiều biến kiểu.
Các biến kiểu khai báo cách

9

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

nhau bởi dấu phẩy


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Lớp Generic

 Là lớp với một hoặc nhiều biến kiểu.
Các biến kiểu khai báo cách

10

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

nhau bởi dấu phẩy

Sử dụng các biến kiểu để khai
báo thuộc tính


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Lớp Generic(tt)

Lỗi biên dịch

Không cần ép kiểu, không cần

11

/XX

12/3/15

bắt ngoại lệ

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Phương thức Generic

•

Ta có thể định nghĩa một phương thức với các tham số kiểu ngay trong một lớp bình thường hoặc một lớp

12

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Generic.

Lỗi biên dịch


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Giới hạn của các kiểu biến

Làm thế nào để first
luôn nhỏ hơn

13

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

second?


14

/XX

12/3/15
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Giới hạn của các kiểu biến (tt)

Giải pháp?


Làm sao để T có thể
được so sánh?

15

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Giới hạn của các kiểu biến (tt)

Lỗi biên dịch


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Giới hạn của các kiểu biến (tt)

•

Cần phải giới hạn T trong Interface Comparable.

16

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Giới hạn T

GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU
12/3/15
/XX
17

Giới hạn của các kiểu biến (tt)

•

Một kiểu biến có thể có nhiều giới hạn.

Giới hạn T vừa có thể so
sánh, vừa có thể sao
chép


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Wildcard

 Java cho phép sử dụng các Wildcard để xác định biên của kiểu tham số Generic.

18

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

 Được sử dụng khi:
Không biết kiểu Generic là gì.
Các kiểu Generic được khai báo nhưng không được sử dụng.
Chúng ta muốn kiểu Generic là “read-only”.


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU
12/3/15
/XX
19

Bounded Wildcards

 Upper bound (Wildcard biên trên)
 List<? extends Fruit> items at least Fruits
So, it can contain Fruits and Apple, Oranges, but not Pigs
 Lower bound (Wildcard biên dưới)
 List<? super Fruit> items most Fruits
So, it can contain Fruits and Objects but not Apples
 Unknown bound (Wildcard không biên)
 List<?> any items
So, it can contain any things.


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU
12/3/15

/XX
20

Josh Bloch’s Bounded Wildcards Rule

 The rule is: PECS (Producer-Extends, Comsumer-Super)
 Use <? extends T> when parameterized instance is a T producer (for reading/input)
 Use <? super T> when parameterized instance is a T comsumer (for writing/output)


GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Josh Bloch’s Bounded Wildcards Rule

 Giả sử, cần thêm một lúc nhiều phần tử và Stack<E>
void pushAll(Collection<? extends E> src);



src là một E producer

void popAll(Collection<? super E> dst);

21

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU



dst là một E consumer

 Có thể pushAll từ Collection<Long> hoặc Collection<Number> bỏ vào Stack<Number>
 Có thể popAll từ Collection<Object> hoặc Collection<Number> từ Stack<Number>


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU
12/3/15
/XX
22

Wildcard (tt)

Sử dụng Generic mà
không cần khai báo
kiểu


23

/XX

12/3/15
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Wildcard (tt)
T được khai báo nhưng

không được sử dụng


GV: NGUYỄN XUÂN VINH
MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Wildcard (tt)

Chúng ta muốn tập nguồn

24

/XX

12/3/15

Lỗi biên dịch

là “read-only”


25

/XX

12/3/15

MÔN: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

GV: NGUYỄN XUÂN VINH

Wildcard (tt)

Sử dụng lower bound

OK