Enumerations، Autoboxing و Annotations در جاوا

جاوا از نسخه ۵ سه ویژگی قدرتمند و کلیدی را معرفی کرده است که برنامه‌نویسی را ساده و کارآمدتر می‌کنند: Enumerations، Autoboxing و Unboxing، و Annotations. هر یک از این ویژگی‌ها برای رفع نیازهای خاص طراحی شده‌اند و در این مقاله به طور جامع به توضیح آن‌ها پرداخته می‌شود.

۱. Enumerations

تعریف:

• Enumeration یا enum یک نوع داده خاص در جاوا است که به شما اجازه می‌دهد لیستی از مقادیر ثابت (مانند روزهای هفته، ماه‌های سال یا وضعیت‌ها) را تعریف کنید.
• enum نوع داده‌ای تعریف می‌کند که فقط مقادیر مشخص‌شده را قبول می‌کند و از خطاهای ناشی از ورود داده‌های نامعتبر جلوگیری می‌کند.

ایجاد یک Enumeration:

enum Apple {
    Jonathan, GoldenDel, RedDel, Winesap, Cortland;
}

استفاده از Enumeration:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Apple ap = Apple.RedDel;

        switch (ap) {
            case Jonathan:
                System.out.println("Jonathan انتخاب شد.");
                break;
            case RedDel:
                System.out.println("Red Delicious انتخاب شد.");
                break;
            default:
                System.out.println("نوع دیگری انتخاب شد.");
        }
    }
}

ویژگی‌های Enumeration:

1. استفاده در دستور switch: مقادیر enum به‌طور مستقیم در دستور switch پشتیبانی می‌شوند.

2. متدهای از پیش تعریف‌شده:

   • name(): نام مقدار enum را به صورت رشته برمی‌گرداند.
   • ordinal(): موقعیت مقدار در لیست enum (از صفر شروع می‌شود) را بازمی‌گرداند.

   مثال:

   Apple ap = Apple.Winesap;
   System.out.println("نام: " + ap.name());
   System.out.println("اندیس: " + ap.ordinal());

3. امکان اضافه کردن متد و سازنده:
   • هر enum می‌تواند شامل متدها و سازنده‌ها باشد.

۲. Autoboxing و Unboxing

تعریف:

• Autoboxing فرآیندی است که در آن جاوا به‌طور خودکار یک نوع داده اولیه (مانند int) را به نوع wrapper مربوطه (مانند Integer) تبدیل می‌کند.
• Unboxing فرآیند معکوس است که در آن جاوا نوع wrapper را به نوع داده اولیه تبدیل می‌کند.

مثال Autoboxing:

Integer i = 10; // Autoboxing از int به Integer

مثال Unboxing:

Integer i = 10;
int j = i; // Unboxing از Integer به int

مزایا:

1. کاهش پیچیدگی کدنویسی.
2. بهبود خوانایی و ساده‌تر شدن کد.

احتیاط‌ها:

• استفاده بیش‌ازحد از wrapper types به جای primitive types می‌تواند منجر به کاهش کارایی شود.
• ممکن است باعث ایجاد خطاهای زمان اجرا شود اگر مقدار null در یک عملیات Unboxing استفاده شود.

مثال با جمع دو عدد:

Integer a = 5, b = 10;
int sum = a + b; // Autoboxing و Unboxing
System.out.println("مجموع: " + sum);

۳. Annotations

تعریف:

• Annotations ابزاری برای افزودن متاداده به کد منبع است.
• این متاداده‌ها می‌توانند توسط ابزارهای توسعه، کامپایلر، و یا در زمان اجرا مورد استفاده قرار گیرند.

کاربردهای Annotations:

1. پیکربندی و مستندسازی:
   • مانند @Override برای اطمینان از بازنویسی صحیح متدها.
2. کنترل رفتار در زمان اجرا:
   • مانند @SuppressWarnings برای خاموش کردن هشدارها.
3. تزریق وابستگی:
   • در فریم‌ورک‌هایی مانند Spring و Hibernate.

ایجاد یک Annotation سفارشی:

import java.lang.annotation.*;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@interface MyAnnotation {
    String value();
}

استفاده از Annotation سفارشی:

public class Main {
    @MyAnnotation(value = "مثال")
    public void myMethod() {
        System.out.println("این یک متد Annotated است.");
    }
}

ویژگی‌های Annotation:

1. Retention Policy:

   • تعیین می‌کند Annotation تا چه مرحله‌ای حفظ شود.
   • SOURCE: فقط در کد منبع نگهداری می‌شود.
   • CLASS: در فایل بایت‌کد نگهداری می‌شود اما در زمان اجرا در دسترس نیست.
   • RUNTIME: در زمان اجرا نیز در دسترس است.

2. Target:

   • مشخص می‌کند Annotation روی چه بخشی از کد (کلاس، متد، متغیر) اعمال شود.

Annotation‌های رایج در جاوا:

1. @Override:

   • برای اطمینان از بازنویسی صحیح یک متد استفاده می‌شود.

   @Override
   public String toString() {
       return "مثال بازنویسی شده";
   }

2. @Deprecated:

   • نشان می‌دهد که یک متد یا کلاس دیگر نباید استفاده شود.

   @Deprecated
   public void oldMethod() {
       System.out.println("این متد قدیمی است.");
   }

3. @SuppressWarnings:
   • برای خاموش کردن هشدارهای خاص استفاده می‌شود.

   @SuppressWarnings("unchecked")
   public void myMethod() {
       List list = new ArrayList();
   }

خواندن Annotation‌ها در زمان اجرا:

import java.lang.reflect.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Method m = Main.class.getMethod("myMethod");
        MyAnnotation annotation = m.getAnnotation(MyAnnotation.class);
        System.out.println("مقدار Annotation: " + annotation.value());
    }

    @MyAnnotation(value = "مثال")
    public void myMethod() {
        System.out.println("متد Annotated");
    }
}

جمع‌بندی

• Enumerations ابزاری قدرتمند برای تعریف مقادیر ثابت و محدود در کد هستند.
• Autoboxing و Unboxing کدنویسی را ساده‌تر کرده و تبدیل بین داده‌های اولیه و Wrapperها را خودکار کرده است.
• Annotations امکان افزودن متاداده به کد را فراهم کرده و نقش مهمی در توسعه فریم‌ورک‌ها و ابزارهای جاوا دارد.

با استفاده از این ویژگی‌ها، کدنویسی در جاوا ساده‌تر، قابل مدیریت‌تر و کارآمدتر شده است.