Java Generics (Jenerikler)

Jenerikler, kelime anlamı itibariyle parametrelendirilmiş tür anlamına gelir. Jenerikler sayesinde, sınıf, arayüz veya metot yazarken tek bir türe bağlı kalmayıp üzerinde işlem yapacağınız türü parametre olarak alabilirsiniz. Bu sayede, farklı türler üzerinde çalışan tek bir sınıf yazmak mümkündür. Bu şekilde yazılan sınıflara jenerik sınıf, metotlara jenerik metot denir.

Jenerikler JDK 5 ile dile eklenmiştir. Buna rağmen, Java’nın en temel özelliklerinden biridir ve dili temelden etkilemiştir. Bu yüzden, jenerikleri iyi anlamak Java’yı öğrenmek açısından büyük önem taşır.

Jenerikler tür güvenliğini (type-safety) sağlamak amacıyla dile eklenmiştir. Java’nın tür kesinliği olan (strongly typed) bir dil olduğunu daha önce belirtmiştik. Fakat bu iki kavram birbirinden farklıdır. Tür güvenliği kavramını ve neden gerekli olduğunu anlamak için bir örnek yapalım.

Nullable adında basit bir sınıf yazalım. Bu sınıfı NullPointerException hatalarının önüne geçmek amacıyla kullanacağız. İlk olarak bu sınıfı String değerler üzerinde kullanalım:

public class Nullable
{
	private final String value;
	
    public Nullable(String value)
	{
		this.value = value;
	}
	public String getValue()
	{
		return value;
	}
	public boolean isNull()
	{
		return value == null;
	}
	@Override
	public String toString()
	{
		return isNull() ? "null" : value;
	}
}

String nesneler üzerinde uğraşırken null hatalarının önüne geçmek için bu sınıfı kullanacağız. Sınıfı oluştururken parametre olarak bir String değer vereceğiz. Bu değerin null olup olmadığını isNull() metoduyla kontrol edeceğiz. Şimdi örnek bir kullanım gösterelim:

Nullable x = new Nullable("null olmayan değer");

if (!x.isNull())
{
	System.out.println(x.getValue());
}

String nullString = null;

Nullable y = new Nullable(nullString);

if (y.isNull())
{
	System.out.println("y değişkeni null");
}

Yukarıdaki kodu çalıştırdığınız zaman çıktısı aşağıdaki gibi olur:

null olmayan değer
y değişkeni null

Gördüğünüz gibi yazdığımız sınıf güzel bir şekilde çalışmaktadır. Peki ya bu sınıfı String türünden başka türler için de kullanmak istersek? Mevcut durumda Nullable sınıfı yalnızca String değerleri kabul ediyor. Yani bu sınıfı Date türündeki değerler üzerinde kullanamayız. O halde bu sınıfın adını NullableString olarak değiştirelim ve NullableDate adında başka bir sınıf oluşturalım:

import java.util.Date;

public class NullableDate
{

 	private final Date value;
    
    public NullableDate(Date value)
	{
		this.value = value;
	}
	public Date getValue()
	{
		return value;
	}
	public boolean isNull()
	{
		return value == null;
	}
	@Override
	public String toString()
	{
		return isNull() ? "null" : value.toString();
	}
}

Gördüğünüz gibi, aynı sınıfı sadece String türünü Date olarak değiştirerek tekrar yazdık. Bunun iyi bir yöntem olmadığını kabul etmelisiniz. Yalnızca kod tekrarı yapmakla kalmadık, aynı zamanda birbiriyle alakalı olmalarına rağmen sınıflara farklı isimler vermek zorunda kaldık. Artık String türü için NullableString sınıfını, Date türü için NullableDate sınıfını kullanabiliriz.

Yine de hâlâ ideal bir çözüm bulamadık. Çünkü Nullable sınıfını yalnızca 2 tür için kullanabiliyoruz. Peki ya bu sınıfı Integer, Double, Boolean gibi diğer türler için de kullanmak istersek? Hepsi için aynı kodu kopyalayıp farklı sınıflar oluşturmamız gerekir.

Yapmak istediğimiz şey, bütün türler için geçerli olacak bir Nullable sınıfı yazmak. Bunu şu şekilde başarabiliriz: Nullable sınıfının Object türü üzerinde çalışmasını sağlayalım. Bildiğiniz gibi, Object sınıfı bütün sınıfların atasıdır. Dolayısıyla bütün türleri Object türünden ifade edebiliriz. Şimdi sınıfı düzenleyip tekrar yazalım:

public class Nullable
{
    private final Object value;
    
    public Nullable(Object value)
    {
    	this.value = value;
    }
    public Object getValue()
    {
    	return value;
    }
    public boolean isNull()
    {
    	return value == null;
    }
    @Override
    public String toString()
    {
    	return isNull() ? "null" : value.toString();
    }
}

Şimdi bu sınıfı farklı türler üzerinde kullanalım:

Nullable nullableString = new Nullable("abc"); 
Nullable nullableDate = new Nullable(new Date()); 
Nullable nullableInt = new Nullable(2020); 
Nullable nullableDouble = new Nullable(3.14); 
Nullable nullableBoolean = new Nullable(true);

Yukarıda görebileceğiniz gibi, Nullable sınıfını farklı türler üzerinde kullanabiliriz. Fakat hâlâ bir sorunumuz var: getValue() metodunu çağırdığımız zaman çıkan değeri dönüştürmek zorundayız:

Nullable nullableString = new Nullable("abc");

if (!nullableString.isNull())
{
	String value = (String) nullableString.getValue();
}

Bu önemli bir açıktır. Bu açık yüzünden farkında olmadan hataya sebebiyet verebiliriz. Örneğin, aşağıdaki kodu inceleyelim:

Nullable nullableString = new Nullable("abc");

if (!nullableString.isNull())
{
	boolean value = (boolean) nullableString.getValue();
}

Bu örnekte Nullable sınıfına parametre olarak verdiğimiz değer String iken, bu değeri boolean türüne dönüştürmeye çalışıyoruz. Bu durumda yukarıda da gördüğümüz ClassCastException hatasıyla karşılaşırız.

Bu örnekten şunu anlıyoruz: Nullable sınıfını bütün türleri kapsayacak şekilde geliştirmemize rağmen tür güvenliğini sağlayamadık. JDK 5’ten önce bu gibi durumlar sıkça yaşanıyordu ve tür güvensiz kodlar yazılıyordu. Jenerikler ile bunun önüne geçmek mümkün olmuştur. Jenerikler, bir yandan farklı türler için tek bir kod yazmamızı sağlarken, diğer yandan tür güvenliğini sağlar.