Vermisste Sprachfeatures in Java (german)

Sven Efftinge - itemis AG

Vermisste Sprachfeatures in Java

•Blick über den Tellerrand

•Welche Probleme lösen wir auf welche Weise?

•Wann und warum nutzen wir andere Lösungen (XML)?

•Wie machen das andere Sprachen

•Rückwärtskompatibilität wird ignoriert

Properties

machen Code kürzer, prägnanter und damit besser wartbar

Kommt Ihnen das bekannt vor?

public class Customer { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }}

public class Customer { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }} Oder das?

Customer c = new Customer();c.setName(“foobar”);//...return c.getName();

public class Customer { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }} Oder das?

Customer c = new Customer();c.setName(“foobar”);//...return c.getName();

Warum nicht einfach Felder benutzen?

public class Customer { public String name;}

... und ...

Customer c = new Customer();c.name = “foobar”;//...return c.name;

Warum nicht einfach Felder benutzen?

public class Customer { public String name;}

... und ...Customer c = new Customer();c.name = “foobar”;//...return c.name;

• Properties sind evtl. read-only• getter bzw. setter enthalten Logik

Mit “Properties”

• http://weblogs.java.net/blog/forax/archive/2007/01/property_reload.html

public class Customer { property String name;} ... und ...

Customer c = new Customer();c.name = “foobar”;//...return c.name;

public class Customer { property String name set { if (val!=null) this.name = val; };}

Beispiel für read-only Property mit speziellem Setter

Type Inference

macht den Code leserlicher, wartbarer und reduziert Komplexität

Ein typisches Stück Javacode

public List<Person> withoutEmil(List<Person> list) { List<Person> result = new ArrayList<Person>(); for(Person p : list) { if (!p.getName().equals(“Emil”)) result.add(p); } return result;}

Type Inference

public List<Person> withoutEmil(List<Person> list) { List<Person> result = new ArrayList<Person>(); for(Person p : list) { if (!p.getName().equals(“Emil”)) result.add(p); } return result;}

Typargument kann abgeleitet werden

Type Inference

public List<Person> withoutEmil(List<Person> list) { List<Person> result = new ArrayList(); for(Person p : list) { if (!p.getName().equals(“Emil”)) result.add(p); } return result;} Variablentyp kann abgeleitet werden

Type Inference

public List<Person> withoutEmil(List<Person> list) { List<Person> result = new ArrayList(); for(p : list) { if (!p.getName().equals(“Emil”)) result.add(p); } return result;}

Rückgabetyp kann abgeleitet werden

Type Inference

public withoutEmil(List<Person> list) { List<Person> result = new ArrayList(); for(p : list) { if (!p.getName().equals(“Emil”)) result.add(p); } return result;}

Type Inference in Java 7?

// Variablen Deklaration

// Variablen DeklarationMap<String, List<Person>> families = new HashMap<>();

// Variablen DeklarationMap<String, List<Person>> families = new HashMap<>(); var families = new HashMap<String, List<Person>>();

// Variablen DeklarationMap<String, List<Person>> families = new HashMap<>(); var families = new HashMap<String, List<Person>>();var families = createFamilies();

// Ableiten aus dem Methodenkontext

// Ableiten aus dem MethodenkontexttimeWaitsFor(new HashSet<>());

// Ableiten aus dem MethodenkontexttimeWaitsFor(new HashSet<>());// oder auch

// Ableiten aus dem MethodenkontexttimeWaitsFor(new HashSet<>());// oder auchtimeWaitsFor(Collections.emptySet());

// Ableiten aus dem MethodenkontexttimeWaitsFor(new HashSet<>());// oder auchtimeWaitsFor(Collections.emptySet()); // Mit Java 5 : // timeWaitsFor(Collections.<Man>emptySet());

Multiline Stringliterale

macht den Code leserlicher und wartbarer - ersetzt externe Lösungen

Neulich beim Testen....

public void testConfig() throws Exception { Configuration c = parse( "<config> " + " <bean class=\""+ Foobar.class.getName()+"\">"+ " <someProp value=\"foobar\"/>"+ " </bean>"+ "</config>"); assertEquals("foobar", c.getBeans().get(0).get("someProp"));}

Besser:

public void testConfig() throws Exception { Configuration c = parse( """<config> <bean class="${Foobar.class.getName()}"> <someProp value="foobar"/> </bean> </config>"""); assertEquals("foobar",c.getBeans().get(0).get("someProp"));}

Anwendungsfälle für Multiline Stringliterale

•Textuelle Testdaten

•Codegenerierung

•HTML/XML Erzeugung (Servlets, etc.)

•Codegenerierung

•Serienbriefe

•Codegenerierung

•Serienbriefe

•Nachrichten an den User (Logging, Error Messages)

author - company

Multiline Stringliterale “selbstgebaut”

public void testConfig() throws Exception { Configuration c = parse( S(/*<config> <bean class="${Foobar.class.getName()}"> <someProp value="foobar"/> </bean> </config>*/)); assertEquals("foobar",c.getBeans().get(0).get("someProp"));}

author - company

Multiline Stringliterale “selbstgebaut”

public static String S() { StackTraceElement element = new RuntimeException().getStackTrace()[1]; String name = element.getClassName().replace('.', '/') + ".java"; InputStream in = getClassLoader().getResourceAsStream(name); String s = convertStreamToString(in, element.getLineNumber()); return s.substring(s.indexOf("/*")+2, s.indexOf("*/"));}

Initializer

macht strukturellen Code deklarativ und damit leserlicherersetzt externe Lösungen (z.B. XML)

Java ist objektorientiert, oder?

Customer c = new Customer();c.setName("foobar");c.setId(4711); Address address = new Address();address.setStreet("Schauenburgerstr. 116");address.setZip("24118");address.setCity("Kiel"); c.setAddress(address); Order o1 = new Order();o1.setArticleId(0815);o1.setAmount(2);c.addOrder(o1);

Aktuell bevorzugter Weg

<address><Address

street=”Schauenburgerstr. 116”zip=”24118”city=”Kiel”/>

</address><orders>

</orders></Customer>

So könnte es aussehen...

Customer c = new Customer {name = "foobar";id = 4711;address = new Address {

street = "Schauenburgerstr. 116";zip = "24118";city = "Kiel";

};addOrder(new Order {

articleId = 0815;amount = 2;

Initializer in anderen Sprachen

• Builder in Groovy

• Modelltransformationssprachen (ATL, QVT)

• In C# sieht’s so aus: Person person = new Person { FirstName = "Scott", LastName = "Guthrie", Age = 32, Address = new Address { Street = "One Microsoft Way", City = "Redmond", State = "WA", Zip = 98052 } };

Übrigens so geht es auch schon heute...

Customer c = new Customer() {{name = "foobar";id = 4711;address = new Address() {{

}};addOrder(new Order() {{

}});}};

Übrigens so geht es auch schon heute...

Customer c = new Customer() {{name = "foobar";id = 4711;address = new Address() {{

}};addOrder(new Order() {{

}});}};

Kombination aus Anonymen Klassen und den “alten” non-static initializers

Literale für Collections

macht strukturellen Code deklarativ und damit leserlicher

Collections sind allgegenwärtig

Map<String,Person> personByName = new HashMap<String,Person>();personByName.put(heinrich.getName(), heinrich);personByName.put(maria.getName(), maria);personByName.put(horst.getName(), horst);

Map<String,Person> personByName = new HashMap<String,Person>() {heinrich.getName() => heinrich,maria.getName() => maria,horst.getName() => horst};

// mit Typinferenz könnte es so aussehenvar personByName = new HashMap<>() {

heinrich.getName() => heinrich,maria.getName() => maria,horst.getName() => horst};

Collectionliteral in C#

Dictionary<int, StudentName> students = new Dictionary<int, StudentName>(){ { 111, new StudentName {FirstName="Sachin", LastName="Karnik", ID=211}}, { 112, new StudentName {FirstName="Dina", LastName="Salimzianova", ID=317}}, { 113, new StudentName {FirstName="Andy", LastName="Ruth", ID=198}}};

Collectionliteral in C#

Dictionary<int, StudentName> students = new Dictionary<int, StudentName>(){ { 111, new StudentName {FirstName="Sachin", LastName="Karnik", ID=211}}, { 112, new StudentName {FirstName="Dina", LastName="Salimzianova", ID=317}}, { 113, new StudentName {FirstName="Andy", LastName="Ruth", ID=198}}};

In Kombination mit den zuvor genannten Erweiterungen könnte es in Java so aussehen:

var students = new HashMap<>() { 111 => new StudentName {firstName="Sachin", lastName="Karnik", id=211}, 112 => new StudentName {firstName="Dina", lastName="Salimzianova", id=317}, 113 => new StudentName {firstName="Andy", lastName="Ruth", id=198}};

Collection-Literale in Java

import static java.util.Arrays.asList;

class Foo { List<String> createList() { return asList(“a”,”b”,”c”); }}

import static com.google.common.collect.Maps.*;

class Foo { List<String, int> createMap() { return immutableMap(“a”,2,”c”,3); }}

Eine Proposal für eine Spracherweiterung gibt es z.B. unter

http://jroller.com/scolebourne/entry/java_7_list_and_map

Anonymous Types

Strukturierte Sichten auf Datenbestände

Anonyme Datenstrukturen erzeugen

var students = new Map<>() { 111 => new {firstName="Sachin", lastName="Karnik", ID=211}, 112 => new {firstName="Dina", lastName="Salimzianova", ID=317}, 113 => new {firstName="Andy", lastName="Ruth", ID=1989} };

Anonyme Datenstrukturen erzeugen

var students = new Map<>() { 111 => new {firstName="Sachin", lastName="Karnik", ID=211}, 112 => new {firstName="Dina", lastName="Salimzianova", ID=317}, 113 => new {firstName="Andy", lastName="Ruth", ID=1989} };

Map<Int, AnonymousType<firstName::String,lastName::String,ID::Int>>

Typinferenz ist unbedingt erforderlich

Closures

Neue Kontrollstrukturen per Library

Typischer Javacode

List<Person> filterByName(List<Person> persons, String name) { List<Person> result = new ArrayList<Person>(); for(Person person : persons) { if (person.getName().equals(name)) { result.add(person); } } return result;}

Das Selbe mit Closures

List<Person> filterByName(List<Person> persons, String name) { return persons.select({p => p.getName().equals(name)});}

Das Selbe mit Closures

List<T> select({T=>boolean} function) { List<T> result = new ArrayList<T>(); for(T e : this) { if (function.invoke(e)) { result.add(e); } } return result;}

List<Person> filterByName(List<Person> persons, String name) { return persons.select({p => p.getName().equals(name)});}

Closure: Anonyme Funktion

• Ein Literal für Funktionen

• Speichert den Umgebenden Kontext und greift bei der Ausführung darauf zu

{Person p=>p.getName().equals(“foo”)}

Declared Parameters

Block or expression to be executed

Typische Higher-Order Functions auf Mengen

• List<T> select({T => boolean} func)Gibt eine neue Liste, die nur die Werte enthält, für die die Funktion ‘true’ zurückgegeben hat.

• List<R> collect({T => R} func)Sammelt die Rückgabewerte und gibt sie als Liste zurück

• List<T> sort({T,T => int} func)Sortiert die Liste anhand einer Vergleichsfunktion (Comparator)

• boolean exists({T => boolean} func)Prüft, ob die Funktion für mindestens ein Element ‘true’ zurück gibt

Resourcehandling

FileInputStream input = new FileInputStream(fileName);try { // use input} finally { try { input.close(); } catch (IOException ex) { logger.log(Level.SEVERE, ex.getMessage(), ex); }}

Resourcehandling mit Closures

with(new FileInputStream(fileName), { in => // use input});

Resourcehandling mit Closureswith(new FileInputStream(fileName), { in => // use input});void with(FileInputStream in, {=> FileInputStream} block) { try { block.invoke(in); } finally { try { input.close(); } catch (IOException ex) { logger.log(Level.SEVERE, ex.getMessage(), ex); } }}

Dynamic Dispatch / Multimethods

Visitors, switches, etc. adé

Polymorphismus in Java

class Foo { void doStuff() { System.out.println(“foo”); }} class SpecialFoo extends Foo { void doStuff() { System.out.println(“specialfoo”); }}

SpecialFoo

class Foo { void doStuff() { System.out.println(“foo”); }} class SpecialFoo extends Foo { void doStuff() { System.out.println(“specialfoo”); }}

new SpecialFoo().doStuff(); ((Foo) new SpecialFoo()).doStuff();

SpecialFoo

new SpecialFoo().doStuff(); ((Foo) new SpecialFoo()).doStuff();

SpecialFoo

Foooutput:specialfoospecialfoo

Polymorphismus in Java (2)

class Foo {} class SpecialFoo extends Foo {}static void doStuff(SpecialFoo arg) { System.out.println(“specialfoo”);}static void doStuff(Foo arg) { System.out.println(“foo”);}

doStuff(new SpecialFoo()); doStuff((Foo) new SpecialFoo());

output:specialfoofoo

Mit Dynamic Dispatch in Java

doStuff(new SpecialFoo()); doStuff((Foo) new SpecialFoo();

output:specialfoospecialfoo

Dynamic Dispatch in Java (2)

class Foo { //.... public boolean equals(Object arg) { if (arg instanceof Foo) { Foo arg1 = (Foo) arg; return name.equals(arg.name); } return false; }}

Dynamic Dispatch in Java (2)

class Foo { //... public boolean equals(Foo arg) { return name.equals(arg.name); }}

Multimethod / Dynamic Dispatch

• Non-Invasive und polymorphe Erweiterung von Typhierarchien

• Ersetzt das Visitor-Pattern

• Ersetzt viele ‘instanceof’ Abfragen

• Auch sehr nett in Kombination mit “Extension Methods”

foo.staticMethod() statt staticMethod(foo)

Metaprogramming

Dynamischen Code in statische getypter Sprache?

Dynamische Programmierung

• Inspektion

•Reflection API

• Inspektion

•Reflection API

•Dynamisch Methoden aufrufen

•Reflection API -> Umständlich!

• Inspektion

•Reflection API

•Dynamisch Klassen und Methoden ändern

• Inspektion

•Reflection API

•Dynamisch Klassen und Methoden ändern

•Scripting

Dynamisch Methoden Aufrufen

public Object getName(Object myObj) { Class<?> myClass = myObj.getClass(); try { Method method = myClass.getMethod("getName"); return method.invoke(myObj); } catch (Exception e) { // handle exception } return null; }

In Java :

Dynamisch Methoden Aufrufen

public getName(Object myObj) { return myObj.getName(); }

In Groovy :

Statische Typisierung

•Grundsätzlich sehr nützlich (Feedback!)

•Die Werkzeugunterstützung basiert darauf

•Kein Widerspruch zu

•Kurzen Turn-Arounds

•Interaktiver Entwicklung

•Kein Ersatz für Unittests

•Erhöhte Komplexität

•statische vs. dynamische Typen

•Generics

•oft umständliche, generische Programmierung via Reflection

Warum nicht beides?

• Die allermeisten Codezeilen können sinnvoll statisch getypt werden

Warum nicht beides?

• Dynamische Programmierung eher in der Framework-Entwicklung

Warum nicht beides?

• z.B. durch explizite CompilerEscapes : foo.~unkownMethod()

Warum nicht beides?

• Casts nicht im ByteCode

Warum nicht beides?

• methodMissing() Methode auf java.lang.Object

Warum nicht beides?

• methodMissing() Methode auf java.lang.Object

• Zur Laufzeit Methoden und Klassen hinzufügen

Verschiedenes

Was nervt ...

•Checked Exceptions

Was nervt ...

•Native Datentypen

Was nervt ...

•Switch statement

Was nervt ...

•Switch statement

•Arrays

Was nervt ...

•Switch statement

•Arrays

•Built-in Operatoren

Java ist super!

•Open-Source Community

Java ist super!

•Die Virtual Machine

Java ist super!

•Die Werkzeuge (insbesondere Eclipse)

Java ist super!

•Einfachheit

Java ist super!

•Einfachheit

•Statische Typisierung

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Vermisste Sprachfeatures in Java (german)

Technology

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