S10L05 – Tipo de parâmetros

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Dominando Generics em Java: Um Guia Abrangente para Iniciantes e Desenvolvedores
Índice

Introdução..................................................................................................................1
Compreendendo Generics em Java..................................................................3
Notações Comuns de Generics...................................................................................5
Criando Classes de Dados Genéricas..........................................................................7
Utilizando Pares de Chave-Valor com Generics........................................................9
Implementando Construtores e Getters................................................11
Override do Método toString.......................................................................13
Inicializando e Utilizando Classes Genéricas................................................15
Explorando Métodos Genéricos................................................................................17
Melhores Práticas para Utilizar Generics................................................................19
Conclusão................................................................................................................21


Introdução
Generics são uma funcionalidade poderosa em Java que permite aos desenvolvedores criarem classes, interfaces e methods com parâmetros de tipo. Essa capacidade não apenas promove a reutilização do código, mas também garante type safety, reduzindo runtime erros. Neste eBook, mergulhamos profundamente no mundo de generics, explorando sua sintaxe, notações comuns e aplicações práticas. Seja você um iniciante ou um desenvolvedor com conhecimento básico, este guia irá equipá-lo com as ferramentas essenciais para aproveitar todo o potencial dos generics em Java.

Compreendendo Generics em Java
Generics foram introduzidos no Java 5 para fornecer uma maneira de parametrizar tipos. Ao permitir que classes e methods operem em objects de vários tipos enquanto fornecem type safety em tempo de compilação, generics eliminam a necessidade de typecasting e melhoram a clareza do código.
Por que Usar Generics?

Type Safety: Captura erros relacionados a tipos em tempo de compilação, em vez de em runtime.
Reusability: Escreva uma class genérica ou method uma vez e use-a com diferentes tipos.
Elimination of Casts: Reduza a necessidade de typecasting explícito, tornando o código mais limpo e menos propenso a erros.

Exemplo
Considere uma class container simples que mantém um único object. Sem generics, você teria que usar Object e realizar typecasting:




		
		
			
			
Java
			
			class Container {
    private Object obj;

    public Container(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }

    public Object getObj() {
        return obj;
    }
}
			
				
					
				
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						class Container {
    private Object obj;
 
    public Container(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
 
    public Object getObj() {
        return obj;
    }
}
					
				
			
		


Com generics, a class Container pode ser parametrizada para manter qualquer tipo específico:




		
		
			
			
Java
			
			class Container&lt;T&gt; {
    private T obj;

    public Container(T obj) {
        this.obj = obj;
    }

    public T getObj() {
        return obj;
    }
}
			
				
					
				
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						class Container&lt;T&gt; {
    private T obj;
 
    public Container(T obj) {
        this.obj = obj;
    }
 
    public T getObj() {
        return obj;
    }
}
					
				
			
		



Notações Comuns de Generics
Generics de Java utilizam notações específicas de uma única letra como marcadores para tipos. Compreender essas notações é crucial para escrever código genérico limpo e convencional.


Notação
Significado
Cenário de Uso


T
Type
Representa um tipo genérico


E
Element
Usado extensivamente pela API de Collections do Java


K
Key
Representa chaves em pares chave-valor


V
Value
Representa valores em pares chave-valor


N
Number
Representa valores numéricos


Explicação Detalhada

T (Type): O parâmetro de tipo genérico mais comumente usado. Representa qualquer tipo.





		
		
			
			
Java
			
			class Box&lt;T&gt; { 
    private T t; 
    public void set(T t) { this.t = t; }
    public T get() { return t; }
}
			
				
					
				
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						class Box&lt;T&gt; { 
    private T t; 
    public void set(T t) { this.t = t; }
    public T get() { return t; }
}
					
				
			
		



E (Element): Tipicamente usado por classes de coleção para denotar elementos armazenados em uma coleção.





		
		
			
			
Java
			
			class MyList&lt;E&gt; { 
    // Implementation details
}
			
				
					
				
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						class MyList&lt;E&gt; { 
    // Implementation details
}
					
				
			
		



K, V (Key, Value): Usado em maps ou em quaisquer coleções de pares chave-valor.





		
		
			
			
Java
			
			class Pair&lt;K, V&gt; { 
    private K key; 
    private V value; 
    // Constructors, getters, setters
}
			
				
					
				
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5
				
						class Pair&lt;K, V&gt; { 
    private K key; 
    private V value; 
    // Constructors, getters, setters
}
					
				
			
		



N (Number): Representa valores numéricos, útil em methods que realizam operações numéricas.





		
		
			
			
Java
			
			public &lt;N extends Number&gt; void process(N number) { 
    // Implementation
}
			
				
					
				
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						public &lt;N extends Number&gt; void process(N number) { 
    // Implementation
}
					
				
			
		



Criando Classes de Dados Genéricas
Criar classes de dados genéricas permite que você defina estruturas que podem lidar com vários tipos de dados de forma flexível. Abaixo, vamos caminhar através da criação de uma class Data genérica usando pares de chave-valor.
Guia Passo a Passo
1. Defina a Class com Parâmetros de Tipo




		
		
			
			
Java
			
			public class Data&lt;K, V&gt; {
    private K key;
    private V value;

    public Data(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public K getKey() {
        return key;
    }

    public V getValue() {
        return value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Key: " + key + ", Value: " + value;
    }
}
			
				
					
				
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						public class Data&lt;K, V&gt; {
    private K key;
    private V value;
 
    public Data(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
 
    public K getKey() {
        return key;
    }
 
    public V getValue() {
        return value;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Key: " + key + ", Value: " + value;
    }
}
					
				
			
		


Explicação:

K e V são parâmetros de tipo representando os tipos da chave e do valor, respectivamente.
O construtor inicializa a chave e o valor.
Os getters fornecem acesso aos campos.
O método toString é sobrescrito para fornecer uma representação de string significativa.

2. Utilizando a Class de Dados Genérica




		
		
			
			
Java
			
			public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
        System.out.println(data);
    }
}
			
				
					
				
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						public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
        System.out.println(data);
    }
}
					
				
			
		


Saída:




		
		
			
			
Java
			
			Key: 10, Value: Chand
			
				
					
				
					1
				
						Key: 10, Value: Chand
					
				
			
		


Explicação:

Uma instância de Data é criada com Integer como tipo de chave e String como tipo de valor.
O método toString fornece uma saída legível.


Utilizando Pares de Chave-Valor com Generics
Pares de chave-valor são fundamentais em muitas data structures, como maps. Generics aumentam sua flexibilidade e type safety.
Criando uma Class de Par Chave-Valor




		
		
			
			
Java
			
			public class KeyValuePair&lt;K, V&gt; {
    private K key;
    private V value;

    public KeyValuePair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public K getKey() { 
        return key; 
    }

    public V getValue() { 
        return value; 
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Key: " + key + ", Value: " + value;
    }
}
			
				
					
				
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						public class KeyValuePair&lt;K, V&gt; {
    private K key;
    private V value;
 
    public KeyValuePair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
 
    public K getKey() { 
        return key; 
    }
 
    public V getValue() { 
        return value; 
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Key: " + key + ", Value: " + value;
    }
}
					
				
			
		


Utilizando a Class KeyValuePair




		
		
			
			
Java
			
			public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        KeyValuePair&lt;Integer, String&gt; pair = new KeyValuePair<>(10, "Chand");
        System.out.println(pair);
    }
}
			
				
					
				
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						public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        KeyValuePair&lt;Integer, String&gt; pair = new KeyValuePair<>(10, "Chand");
        System.out.println(pair);
    }
}
					
				
			
		


Saída:




		
		
			
			
Java
			
			Key: 10, Value: Chand
			
				
					
				
					1
				
						Key: 10, Value: Chand
					
				
			
		


Explicação:

A class KeyValuePair é instanciada com tipos específicos, garantindo que a chave seja um Integer e o valor seja um String.
Essa abordagem previne mismatches de tipo e melhora a legibilidade do código.


Implementando Construtores e Getters
Constructors e getters são componentes essenciais de qualquer class, especialmente as genéricas. Eles garantem que objects sejam devidamente inicializados e que seus dados sejam acessíveis.
Gerando Constructors
No exemplo da class Data, o constructor inicializa a chave e o valor:




		
		
			
			
Java
			
			public Data(K key, V value) {
    this.key = key;
    this.value = value;
}
			
				
					
				
					1
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4
				
						public Data(K key, V value) {
    this.key = key;
    this.value = value;
}
					
				
			
		


Explicação:

O constructor aceita parâmetros dos tipos K e V e os atribui aos campos da class.

Criando Getters
Getters fornecem acesso de leitura aos campos da class:




		
		
			
			
Java
			
			public K getKey() { 
    return key; 
}

public V getValue() { 
    return value; 
}
			
				
					
				
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						public K getKey() { 
    return key; 
}
 
public V getValue() { 
    return value; 
}
					
				
			
		


Explicação:

getKey() retorna a chave do tipo K.
getValue() retorna o valor do tipo V.


Override do Método toString
O método toString é sobrescrito para fornecer uma representação de string significativa do object, o que é especialmente útil para debugging e logging.
Implementação na Class Data




		
		
			
			
Java
			
			@Override
public String toString() {
    return "Key: " + key + ", Value: " + value;
}
			
				
					
				
					1
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3
4
				
						@Override
public String toString() {
    return "Key: " + key + ", Value: " + value;
}
					
				
			
		


Explicação:

Esse método concatena a chave e o valor em um formato legível.

Utilizando o Método toString




		
		
			
			
Java
			
			public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
        System.out.println(data.toString());
    }
}
			
				
					
				
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6
				
						public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
        System.out.println(data.toString());
    }
}
					
				
			
		


Saída:




		
		
			
			
Java
			
			Key: 10, Value: Chand
			
				
					
				
					1
				
						Key: 10, Value: Chand
					
				
			
		



Inicializando e Utilizando Classes Genéricas
A inicialização adequada de classes genéricas envolve especificar os parâmetros de tipo explicitamente ou através da inferência de tipo.
Especificação Explícita de Tipo




		
		
			
			
Java
			
			Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
			
				
					
				
					1
				
						Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
					
				
			
		


Explicação:

Integer é especificado para a chave, e String para o valor.
Garante type safety restringindo os tipos da chave e do valor.

Inferência de Tipo com o Operador Diamante
Introduzido no Java 7, o operador diamante (<>) permite que o compilador infira os parâmetros de tipo:




		
		
			
			
Java
			
			Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
			
				
					
				
					1
				
						Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
					
				
			
		


Explicação:

O compilador infere que 10 é do tipo Integer e "Chand" é do tipo String, eliminando a necessidade de repetir os parâmetros de tipo no lado direito.


Explorando Métodos Genéricos
Métodos genéricos são methods que introduzem seus próprios parâmetros de tipo, permitindo um código mais flexível e reutilizável.
Definindo um Método Genérico




		
		
			
			
Java
			
			public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
    System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
}
			
				
					
				
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						public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
    System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
}
					
				
			
		


Explicação:

<E, N> declara dois parâmetros de tipo: E e N.
O método display pode aceitar parâmetros de qualquer tipo para element e number.

Utilizando o Método Genérico




		
		
			
			
Java
			
			public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        main.display("Test", 40);
    }

    public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
        System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
    }
}
			
				
					
				
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10
				
						public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        main.display("Test", 40);
    }
 
    public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
        System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
    }
}
					
				
			
		


Saída:




		
		
			
			
Java
			
			Element: Test, Number: 40
			
				
					
				
					1
				
						Element: Test, Number: 40
					
				
			
		


Explicação:

O método display é chamado com um String e um Integer, demonstrando sua flexibilidade.

Adicionando Comentários ao Método Genérico




		
		
			
			
Java
			
			/**
 * Displays the element and number.
 *
 * @param element The element of any type.
 * @param number  The number of any type.
 */
public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
    System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
}
			
				
					
				
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						/**
 * Displays the element and number.
 *
 * @param element The element of any type.
 * @param number  The number of any type.
 */
public &lt;E, N&gt; void display(E element, N number) {
    System.out.println("Element: " + element + ", Number: " + number);
}
					
				
			
		


Explicação:

Comentários Javadoc melhoram a legibilidade do código e fornecem documentação para o propósito do método e seus parâmetros.


Melhores Práticas para Utilizar Generics
Para utilizar efetivamente generics em Java, siga as seguintes melhores práticas:
1. Use Nomes Significativos para os Parâmetros de Tipo
Enquanto notações de uma única letra como T e E são comuns, usar nomes mais descritivos pode melhorar a legibilidade do código.




		
		
			
			
Java
			
			// Less Descriptive
class Box&lt;T&gt; { /* ... */ }

// More Descriptive
class Box&lt;ItemType&gt; { /* ... */ }
			
				
					
				
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5
				
						// Less Descriptive
class Box&lt;T&gt; { /* ... */ }
 
// More Descriptive
class Box&lt;ItemType&gt; { /* ... */ }
					
				
			
		


2. Limitar o Uso de Wildcards
O uso excessivo de wildcards (?) pode tornar o código mais difícil de entender. Use-os com discricionia e prefira parâmetros de tipo limitados quando necessário.




		
		
			
			
Java
			
			public void processList(List&lt;? extends Number&gt; numbers) {
    // Implementation
}
			
				
					
				
					1
2
3
				
						public void processList(List&lt;? extends Number&gt; numbers) {
    // Implementation
}
					
				
			
		


3. Favoreça Composição sobre Herança
Ao projetar classes genéricas, prefira composição a herança para manter a flexibilidade e reduzir o acoplamento.
4. Evite Parâmetros de Tipo Primitivos
Generics funcionam com tipos reference. Use classes wrapper (Integer em vez de int) ao lidar com primitivas.




		
		
			
			
Java
			
			// Correct
Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");

// Incorrect
Data&lt;int, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand"); // Compilation Error
			
				
					
				
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						// Correct
Data&lt;Integer, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand");
 
// Incorrect
Data&lt;int, String&gt; data = new Data<>(10, "Chand"); // Compilation Error
					
				
			
		


5. Mantenha Tipos Genéricos Consistentes
Certifique-se de que os parâmetros de tipo sejam usados de maneira consistente em methods e classes para manter type safety.




		
		
			
			
Java
			
			public class Pair&lt;K, V&gt; {
    // Consistent usage of K and V
}
			
				
					
				
					1
2
3
				
						public class Pair&lt;K, V&gt; {
    // Consistent usage of K and V
}
					
				
			
		


6. Documentar Classes e Methods Genéricos
Forneça documentação clara para classes e methods genéricos para explicar o propósito dos parâmetros de tipo.

Conclusão
Generics são uma ferramenta indispensável na programação em Java, oferecendo type safety aprimorado, reusability e código mais limpo. Ao compreender e implementar generics de forma eficaz, desenvolvedores podem criar aplicações flexíveis e robustas. Este guia abordou os aspectos fundamentais dos generics, incluindo notações comuns, classes genéricas, methods e melhores práticas. Conforme você continua a se aprofundar no Java, aproveitar os generics sem dúvida contribuirá para escrever código eficiente e de fácil manutenção.
Nota: Que este artigo foi gerado por AI.
Notação	Significado	Cenário de Uso
T	Type	Representa um tipo genérico
E	Element	Usado extensivamente pela API de Collections do Java
K	Key	Representa chaves em pares chave-valor
V	Value	Representa valores em pares chave-valor
N	Number	Representa valores numéricos