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:

  • 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 {

    public static <E> void printArray(E[] inputArray) {
        for (E element : inputArray) {
            System.out.printf("%s ", element);
        }
        System.out.println();
        ;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 创建不同类型的数组

        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6 };
        Character[] charArray = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E' };
        System.out.println("整型数组元素为:");
        printArray(intArray);
        System.out.println("Double数组元素为:");
        printArray(doubleArray);
        System.out.println("字符数组元素为:");
        printArray(charArray);

    }
}

编译后的结果为:

整型数组元素为:
1 2 3 4 5 
Double数组元素为:
1.2 2.3 3.4 4.5 5.6 
字符数组元素为:
A B C D E 

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。

public class MaximumTest {

    public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
        T max = x;//
        if (y.compareTo(max) > 0) {
            max = y;// 此时y最大
        }
        if (z.compareTo(max) > 0) {
            max = z; // 现在 z 更大
        }
        return max;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n", 3, 4, 5, maximum(3, 4, 5));

        System.out.printf("%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\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"));
    }
}

编译后的结果为:

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:

public class BoxDemo<T> {
    private T t;
    public void add(T t) {
        this.t = t;
    }
    public T get() {
        return t;
    }
    public static void main(String[] args) {
        BoxDemo<Integer> integerBox = new BoxDemo<Integer>();
        BoxDemo<String>   stringBox = new BoxDemo<String>();
        integerBox.add(new Integer(10));
        stringBox.add(new String("Java 学习"));
        System.out.printf("整型值为 :%d\n", integerBox.get());
        System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
    }
}

编译后的结果为:

整型值为 :10
字符串为 :Java 学习

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 GenericTestDemo {
    // 泛型 不指定参数类型
    public static void getData(List<?> data) {
        System.out.println("data:" + data.get(0));
    }

    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("我是谁");
        age.add(18);
        number.add(314);
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);
    }

}

编译后的结果为:

data:我是谁
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。

例如上个例子中加入方法:

public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
        System.out.println("data :" + data.get(0));
     }

主函数中调用

//getUperNumber(name);//1
        getUperNumber(age);//2
        getUperNumber(number);//3

打开//getUperNumber(name);//1 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。

编译后的结果为:

data :18
data :314

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 Object 类型的实例。

源地址:Java 泛型
github地址:Java学习

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