вание вниз – это ещё и небезопасное преобразование, поскольку его результат в общем случае может быть неверен.

Когда компилятор, анализируя исходный текст программы, встречает выражение явного преобразования типов, он всегда проверяет корректность операции. Если выясняется, что операция некорректна ещё на этапе компиляции, выдаётся соответствующее сообщение об ошибке. Если же компилятор не в состоянии сразу подтвердить возможность преобразования или опровергнуть её, он добавляет в код дополнительные инструкции, призванные проверить код во время его выполнения. Когда подобный контроль даёт отрицательный результат, генерируется исключение типа ClassCastException.

4.10 Проверка типа

Часто возникает задача определения принадлежности объекта тому или иному типу, и решить её позволяет оператор instanceof, возвращающий в результате вычисления значение true, если выражение левой части совместимо с типом, название которого указано в правой части, и false – в противном случае. Следует иметь в виду, что null нельзя причислить к какому бы то ни было типу, и поэтому результат применения instanceof по отношению к null всегда равен false. Используя instanceof, мы можем загодя убедиться в правомерности преобразования с сужением типа, которое хотим выполнить, и избежать возникновения исключительных ситуаций (см. пример 65).

Пример 65. Проверка типа

if (sref instanceof More) mref = (More)sref;

Заметим, что мы всё ещё обязаны применять оператор преобразования типов, чтобы сообщить компилятору о наших истинных намерениях.

149

Конструкция проверки типов с помощью оператора instanceof особенно полезна, когда методу, как правило, не требуется передавать аргумент более широкого типа, но если подобное всё-таки происходит, метод обязан отреагировать должным образом. Например, некий метод сортировки sort (см. пример 66),как предусмотрено в его объявлении, обычно работает с объектом класса List, но если в качестве аргумента передаётся ссылка на объект SortedList, который уже отсортирован, делать далее уже ничего не нужно.

Пример 66. Применение проверки типа

public static void sort(List list) { if (list instanceof SortedList)

return; // уже всё готово

else

// сортировка списка

}

4.11 Завершённые методы и классы

Помечая метод класса модификатором final, мы имеем в виду, что ни один производный класс не в состоянии переопределить этот метод, изменив его внутреннюю реализацию. Другими словами, речь идёт о «финальной версии» метода. Класс в целом может быть помечен как final:

final class NoExtending { ... }

Класс, помеченный как final, не поддаётся наследованию и все его методы косвенным образом приобретают свойство final.

Применение признака final в объявлениях классов и методов способно повысить уровень безопасности кода. Если класс снабжен модификатором final, никто не в состоянии расширить класс и, вероятно, нарушить при этом его контракт (не в смысле сигнатур доступных методов, а в смысле функциональности, которая обещана

150

этим классом). Если признаком final обозначен метод, вы можете полностью доверять его внутренней реализации во всех ситуациях, не опасаясь «подделки».

Уместно применять final, например, в объявлении метода, предусматривающего проверку пароля, вводимого пользователем, чтобы гарантировать точное исполнение того, что методом предусмотрено изначально. Возможному злоумышленнику не удастся изменить исходную реализацию такого метода, «подсунув» программе его переопределённую версию, которая, скажем, всегда возвращает значение true, свидетельствующее об успешной регистрации пользователя, независимо от того, какой пароль он ввёл на самом деле. Если позволяет конкретная ситуация, можно пойти дальше и объявить как final класс целиком, метод, предусматривающий проверку пароля, приобретёт тоже свойство косвенным путём.

Во многих случаях для достижения достаточного уровня безопасности кода вовсе нет необходимости обозначать весь класс как final – вполне возможно сохранить способность класса к расширению, пометив модификатором final только его «критические» структурные элементы. В этом случае вы оставите в неприкосновенности основные функции класса и одновременно разрешите его наследование с добавлением новых членов, но без переопределения «старых». Разумеется, поля, к которым обращается код методов final, должны быть в свою очередь помечены как final или private, так как в противном случае любой производный класс получит возможность изменить их содержимое, воздействуя на поведение соответствующих методов.

Ещё один эффект применения модификатора final связан с упрощением задачи оптимизации кода, решаемой компилятором. Когда вызывается метод, не помеченный как final, исполняющая система определяет фактический класс объекта, связывает вызов с наиболее подходящим кодом из группы перегруженных методов

151

и передаёт управление этому коду. Но если метод, например, getName(), обозначен как final, операция обращения к нему упрощается. В самом простом случае, подобном тому, который касается getName(), компилятор может заменить вызов метода кодом его тела. Такой механизм носит название встраивания кода (inlining). При использовании inline-версии метода getName() два следующих выражения выполняются совершенно одинаково:

System.out.println ("id = " + rose.name); System.out.println ("id = " + rose.getName());

Та же схема оптимизации может быть применена компилятором и по отношению к методам private и static, так как и они не допускают переопределения.

Использование модификатора final в объявлениях классов способствует также повышению эффективности некоторых операций проверки типов. В этом случае многие подобные операции могут быть выполнены уже на стадии компиляции и поэтому потенциальные ошибки выявляются гораздо раньше. Если компилятор встречает в исходном тексте ссылку на класс final, он может быть «уверен», что соответствующий объект относится именно к тому типу, который указан. Компилятор в состоянии сразу определить место, занимаемое классом в общей иерархии классов, и проверить, верно тот используется или нет. Если модификатор final не применяется, соответствующие проверки осуществляются только на стадии выполнения программы.

4.12 Абстрактные методы и классы

До сих пор мы имели дело с конкретными (concrete) классами, в которых каждый метод был объявлен полностью. Но вы можете объявить и абстрактный класс, предоставив только часть его реализации и заранее предусмотрев возможность переопределения всех или некоторых методов в производных классах.

152

Абстрактные классы находят широкое применение в тех случаях, когда, например, некоторые признаки поведения класса приемлемы для всех его объектов, но при этом существуют и такие функциональные особенности, которые целесообразно реализовать только в определённых производных классах, а не в базовом классе непосредственно. Объявления подобных классов снабжают модификатором abstract, тем же признаком помечают и методы класса, в объявлении которого отсутствует блок тела. Если необходимо создать класс, в котором все методы должны быть абстрактными, возможно, имеет смысл воспользоваться объявлением интерфейса (об интерфейсах будет рассказано далее).

Во многих случаях код, относящийся к сфере компетенции самого базового абстрактного класса – это хороший претендент на приобретение статуса final, гарантирующего, что контракт класса не будет нарушен.

Любой класс, содержащий методы с модификатором abstract, сам должен иметь модификатор abstract. Подобная кажущаяся избыточность на самом деле очень полезна – читатель, взглянув на объявление класса, сразу видит его «абстрактный» характер и ему не нужно полностью просматривать текст класса в поисках объявлений абстрактных методов.

Абстрактный метод должен быть переопределён в любом производном классе, если только тот не помечен как abstract.

В любом производном классе позволено переопределять конкретные методы базового класса, помечая их признаком abstract. Такой приём нельзя отнести к числу обычных, но подчас он бывает весьма полезным, например, если базовый класс содержит ошибки.

Объекты абстрактного класса нельзя создавать, поскольку заведомо известно, что какие-то его методы, которые могут быть вызваны прикладной программой, не реализованы.

153