Java 泛型
Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
假定我们有这样一个需求:写一个排序方法,能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序,该如何实现?
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念,我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后,调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。
泛型方法
你可以写一个泛型方法,该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型,编译器适当地处理每一个方法调用。
下面是定义泛型方法的规则:
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所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分(由尖括号分隔),该类型参数声明部分在方法返回类型之前(在下面例子中的 <E>)。
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每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数,参数间用逗号隔开。一个泛型参数,也被称为一个类型变量,是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
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类型参数能被用来声明返回值类型,并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
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泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型,不能是原始类型(像 int、double、char 等)。
java 中泛型标记符:
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E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
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T - Type(Java 类)
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K - Key(键)
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V - Value(值)
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N - Number(数值类型)
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? - 表示不确定的 java 类型
实例
下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同类型的数组元素:
实例
publicclassGenericMethodTest{// 泛型方法 printArray publicstatic < E > voidprintArray(E[]inputArray){// 输出数组元素 for(Eelement : inputArray){System.out.printf("%s ", element);
}System.out.println();
}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){// 创建不同类型数组: Integer, Double 和 CharacterInteger[]intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
Double[]doubleArray = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4};
Character[]charArray = {'H', 'E', 'L', 'L', 'O'};
System.out.println("整型数组元素为:");
printArray(intArray); // 传递一个整型数组System.out.println("\n双精度型数组元素为:");
printArray(doubleArray); // 传递一个双精度型数组System.out.println("\n字符型数组元素为:");
printArray(charArray); // 传递一个字符型数组}}
编译以上代码,运行结果如下所示:
整型数组元素为:
1 2 3 4 5
双精度型数组元素为:
1.1 2.2 3.3 4.4
字符型数组元素为:
H E L L O
有界的类型参数:
可能有时候,你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。例如,一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。
要声明一个有界的类型参数,首先列出类型参数的名称,后跟extends关键字,最后紧跟它的上界。
实例
下面的例子演示了"extends"如何使用在一般意义上的意思"extends"(类)或者"implements"(接口)。该例子中的泛型方法返回三个可比较对象的最大值。
实例
publicclassMaximumTest{// 比较三个值并返回最大值publicstatic <TextendsComparable<T>> Tmaximum(Tx, Ty, Tz){Tmax = x; // 假设x是初始最大值if(y.compareTo(max) > 0){max = y; //y 更大}if(z.compareTo(max) > 0){max = z; // 现在 z 更大 }returnmax; // 返回最大对象}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){System.out.printf("%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",
3, 4, 5, maximum(3, 4, 5));
System.out.printf("%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",
6.6, 8.8, 7.7, maximum(6.6, 8.8, 7.7));
System.out.printf("%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear",
"apple", "orange", maximum("pear", "apple", "orange"));
}}
编译以上代码,运行结果如下所示:
3, 4 和 5 中最大的数为 5
6.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8
pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear
泛型类
泛型类的声明和非泛型类的声明类似,除了在类名后面添加了类型参数声明部分。
和泛型方法一样,泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数,参数间用逗号隔开。一个泛型参数,也被称为一个类型变量,是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数,这些类被称为参数化的类或参数化的类型。
实例
如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:
实例
publicclassBox<T> {privateTt;
publicvoidadd(Tt){this.t = t;
}publicTget(){returnt;
}publicstaticvoidmain(String[]args){Box<Integer> integerBox = newBox<Integer>();
Box<String> stringBox = newBox<String>();
integerBox.add(newInteger(10));
stringBox.add(newString("菜鸟教程"));
System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
}}
编译以上代码,运行结果如下所示:
整型值为 :10
字符串为 :菜鸟教程
类型通配符
1、类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是 List<String>,List<Integer> 等所有 List<具体类型实参> 的父类。
实例
importjava.util.*;
publicclassGenericTest{publicstaticvoidmain(String[]args){List<String> name = newArrayList<String>();
List<Integer> age = newArrayList<Integer>();
List<Number> number = newArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
}publicstaticvoidgetData(List<?> data){System.out.println("data :" + data.get(0));
}}
输出结果为:
data :icon
data :18
data :314
解析:
因为 getData() 方法的参数是 List<?> 类型的,所以 name,age,number 都可以作为这个方法的实参,这就是通配符的作用。
2、类型通配符上限通过形如List来定义,如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。
实例
importjava.util.*;
publicclassGenericTest{publicstaticvoidmain(String[]args){List<String> name = newArrayList<String>();
List<Integer> age = newArrayList<Integer>();
List<Number> number = newArrayList<Number>();
name.add("icon");
age.add(18);
number.add(314);
//getUperNumber(name);//1getUperNumber(age);//2getUperNumber(number);//3}publicstaticvoidgetData(List<?> data){System.out.println("data :" + data.get(0));
}publicstaticvoidgetUperNumber(List<? extendsNumber> data){System.out.println("data :" + data.get(0));
}}
输出结果:
data :18
data :314
解析:
在 //1 处会出现错误,因为 getUperNumber() 方法中的参数已经限定了参数泛型上限为 Number,所以泛型为 String 是不在这个范围之内,所以会报错。
3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number> 来定义,表示类型只能接受 Number 及其上层父类类型,如 Object 类型的实例。