java编程之泛型

Posted 2020-09-20 Judy518

java泛型实现了“参数化类型”的概念，所谓“参数化类型”是指将操作的数据类型指定为一个参数，这点在容器中用的最多，例如：List<String> strlist=new ArrayList<String>()，List<Integer> intlist=new ArrayList<Integer>()；strlist可以操作的数据类型是String类型，intlist可以操作的数据类型是int类型，泛型在容器中得到了充分的应用。

泛型是使得代码重用得到很大的提升，我们在程序中也会想一些办法设计代码重用的方法，例如输出一个内容，我们要用System.out.println(...)，敲这么多东西还是麻烦，我们可以定义一个println()方法，如下：

static void println(Object o){

　　System.out.println(o);

}

再在程序中输出东西时，只需调用println(...)即可，这个println()方法就有了“泛化”的机制，它可以输出任何System.out.println()可以输出的东西，该方法的参数类型被设置为基类Object类型，我们知道，Java中的基本数据类型都有相对应的类类型的数据，比如int类型的数据对应的有Integer类类型的数据，java有“自动装箱”功能，也就是将对应的基本类型的数据转化为对应类类型的对象，例如上面的println(3)，在编译后会变成println(Integer.valueOf(3))；而所有的java类都是继承自Object类，所以当然可以用println()方法了。

那么将数据类型都定义为Object类型不就可以设计一个泛化类型的方法，类和接口了吗？答案是可以的，但是“太泛化”了，以至于没了边界。这里先给出代码：

 1 public class gen{
 2     
 3     public static void main(String[] args){
 4         myList list=new myList();
 5         list.push("helloworld");
 6         list.push(12);
 7         Object val;
 8         while((val=list.pop())!=null){
 9             System.out.println(val.getClass());
10         }
11     }
12 }
13 
14 class myList{    
15     class Node{
16         Object val=null;
17         Node next=null;
18         Node(Object val,Node next){
19             this.val=val;
20             this.next=next;
21         }
22         Node(){
23             val=null;
24             next=null;
25         }
26         boolean end(){
27             return val==null && next==null;
28         }
29     }
30     private Node top=null;
31     myList(){
32         top=new Node();
33     }
34     //插入新值
35     public void push(Object val){
36         top=new Node(val,top);
37     }
38     //返回头结点的值
39     public Object pop(){
40         Object val=top.val;
41         if(!top.end()){
42             top=top.next;
43         }
44         return val;
45     }
46 }

View Code

我们自定义了一个list链表，为了使这个链表有更好的普遍使用性，我们将链表类内部的数据定义为Object类型，这样我们可以插入String类型数据、int类型数据....。但是这个设计“太泛化”了，你甚至可以“混插”，比如上面的执行结果，int类型的数据和String类型的数据插到了一起，显然在后续的操作中可能出现错误，例如你创建了一个自以为全是int类型的链表并对它们求和，但是不小心插入了字符串类型的数字"123"，程序编译也能通过，你以为你的程序是对的，结果运行的时候出错了！你深受打击，自挂东南枝，全球计算机行业从此一蹶不振.....

为了防止上面悲剧的发生，我们还是希望错误在编译时期就能暴露出来，以便将错误及时地扼杀与萌芽状态，泛型设计的一项重大功能体现出来了：提前指定我们的链表可以插入什么样的数据类型，并由编译器验证其类型的正确性！这时，我们可以这样设计：

 1 public class gen{    
 2     public static void main(String[] args){
 3         //这里指定list2中的数据类型为String类型，也就是将T设置为String类型
 4         myList2<String> list2=new myList2<String>();
 5         list2.push("hello world");
 6         list2.push("hello code");
 7         //list2.push(23);//编译时便会提醒错误
 8         String s;
 9         while((s=list2.pop())!=null){
10             System.out.println(s);
11         }
12     }
13 }
14 class myList2<T>{
15     class Node<U>{
16         U val=null;
17         Node<U> next=null;
18         Node(U val,Node<U> next){
19             this.val=val;
20             this.next=next;
21         }
22         Node(){
23             val=null;
24             next=null;
25         }
26         boolean end(){
27             return val==null && next==null;
28         }
29     }//这里将Node中的值类型设定为U类型，也就是将U传递给T
30     private Node<T> top=null;
31     myList2(){
32         top=new Node<T>();
33     }
34     public void push(T val){
35         top=new Node<T>(val,top);
36     }
37     public T pop(){
38         T val=top.val;
39         if(!top.end()){
40             top=top.next;
41         }
42         return val;
43     }
44 }

View Code

当我们不小心执行list2.push(23)时，编译器在编译阶段就会提醒：你错啦！于是我们很愉快地就可以将错误的代码修正过来。

Java容器类可以说是Java代码重用设计的一个重要体现，而Java容器类设计的基础就是泛型，这就是Java泛型的重要之处。

注：以上代码设计部分参考自《Thinking In Java》,感谢Bruce Eckel。