Java的泛型

2023-05-14 本文已影响0人寻心_0a46

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，允许调用者在调用某个类的功能时传入一个或多个类型来定义该类的属性、方法的参数以及返回值的类型，这大大的提高了代码的灵活性。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。编译器会检测实参类型是否符合泛型要求，而在获取元素时无需再造型，编译器会自动添加造型代码。其实泛型的原型是Object。

泛型应用最广泛的地方是集合，用来指定集合中的元素类型。

泛型方法

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：

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>）。
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。
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。
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：

E - Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)。
T - Type（Java 类）。
K - Key（键）。
V - Value（值）。
N - Number（数值类型）。
？ - 表示不确定的 java 类型。

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：

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static < E > void printArray( E[] inputArray )
   {
      // 输出数组元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }
 
    public static void main( String args[] )
    {
        // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
        Integer[] 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。或者后跟 super 关键字，最后紧跟它的下界。

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：

public class MaximumTest
{
   // 比较三个值并返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
   {                     
      T max = 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           
      }
      return max; // 返回最大对象
   }
   public static void main( String args[] )
   {
      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。

如下实例演示了我们如何定义一个泛型类：

public class Box<T> {
   
  private T t;
 
  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }
 
  public T get() {
    return t;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
    Box<String> stringBox = new Box<String>();
 
    integerBox.add(new Integer(10));
    stringBox.add(new String("稀土掘金"));
 
    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 :稀土掘金

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。

import java.util.*;
 
public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        // 可以传递 List<String>
        getData(name);
        // 可以传递 List<Integer>
        getData(age);
        // 可以传递 List<Number>
        getData(number);
       
   }
 
   public static void getData(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、类型通配符可以配置它的上界或下界。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。

import java.util.*;
 
public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        List<Object> obj = new ArrayList<Object>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
        obj.add(new GenericTest());
 
        //getUperNumber(name);//1
        getUperNumber(age);//2
        getUperNumber(number);//3
        getObj(obj);//4
   }
 
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
   
   public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }

   public static void getObj (List<? super String> data) {
        System.out.println("obj :" + data.get(0));
    }
}
// 输出结果：
// data :18
// data :314
// obj :Test@29453f44

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 String> 来定义，表示类型只能接受 String 及其上层父类类型，如 Object 类型的实例。如上例中的 getObj() 。

Java的泛型

泛型方法

泛型类

类型通配符

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