【教程】Java 泛型

怼烎@ 2022-03-06 07:14 167阅读 0赞

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# 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。

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## 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：

*  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的等）。

### 实例 ###

下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：

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**。

> 例如： <T extends Comparable<T>>

### 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。

public class MaximumTest
    {
       // 比较三个值并返回最大值
       public static <T extends Comparable<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

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## 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:

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>();  //Integer
        Box<String> stringBox = new Box<String>();
     
        integerBox.add(new Integer(10));
        stringBox.add(new String("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

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## 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>();//不这样用泛型的化，后面使用集合中的元素就得强制类型转换
            List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
            List<Number> number = new ArrayList<Number>();
            
            name.add("icon");
            age.add(18);
            number.add(314);
     
            getData(name);
            getData(age);
            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>();
            
            name.add("icon");
            age.add(18);
            number.add(314);
     
            //getUperNumber(name);//1
            getUperNumber(age);//2
            getUperNumber(number);//3
           
       }
     
       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));
           }
    }

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及其三层父类类型，如Objec类型的实例。

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**<? extends T>和<? super T>的区别**

*  <? extends T>表示该通配符所代表的类型是T类型的子类。
 *  <? super T>表示该通配符所代表的类型是T类型的父类。

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