Java泛型

Posted 2021-02-17 BalmyLee

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。

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：

 1 public class GenericMethodTest {
 2    // 泛型方法 printArray                         
 3    public static < E > void printArray( E[] inputArray )   {
 4         // 输出数组元素            
 5          for ( E element : inputArray ){        
 6             System.out.printf( "%s ", element );
 7          }
 8          System.out.println();
 9     }
10  
11     public static void main( String args[] )   {
12         // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
13         Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
14         Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
15         Character[] charArray = { ‘H‘, ‘E‘, ‘L‘, ‘L‘, ‘O‘ };
16  
17         System.out.println( "整型数组元素为:" );
18         printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组
19  
20         System.out.println( "
双精度型数组元素为:" );
21         printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
22  
23         System.out.println( "
字符型数组元素为:" );
24         printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
25     } 
26 }

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。

 1 public class MaximumTest {
 2     // 比较三个值并返回最大值
 3     public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
 4         T max = x; // 假设x是初始最大值
 5         if (y.compareTo(max) > 0) {
 6             max = y; // y 更大
 7         }
 8         if (z.compareTo(max) > 0) {
 9             max = z; // 现在 z 更大
10         }
11         return max; // 返回最大对象
12     }
13 
14     public static void main(String args[]) {
15         System.out.printf("%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d

", 3, 4, 5, maximum(3, 4, 5));
16         
17         System.out.printf("%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f

", 6.6, 8.8, 7.7, maximum(6.6, 8.8, 7.7));
18         
19         System.out.printf("%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s
", "pear", "apple", "orange", maximum("pear", "apple", "orange"));
20     }
21 }

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:

 1 public class Box<T> {
 2     private T t;
 3 
 4     public void add(T t) {
 5         this.t = t;
 6     }
 7 
 8     public T get() {
 9         return t;
10     }
11 
12     public static void main(String[] args) {
13         Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
14         Box<String> stringBox = new Box<String>();
15 
16         integerBox.add(new Integer(10));
17         stringBox.add(new String("我是编辑"));
18 
19         System.out.printf("整型值为 :%d

", integerBox.get());
20         System.out.printf("字符串为 :%s
", stringBox.get());
21     }
22 }

编译以上代码，运行结果如下所示：

1 整型值为 :10
2 
3 字符串为 :我是编辑

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。

 1 public class GenericTest {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         List<String> name = new ArrayList<String>();
 4         List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
 5         List<Number> number = new ArrayList<Number>();
 6 
 7         name.add("icon");
 8         age.add(18);
 9         number.add(314);
10 
11         getData(name);
12         getData(age);
13         getData(number);
14 
15     }
16 
17     public static void getData(List<?> data) {
18         System.out.println("data :" + data.get(0));
19     }
20 }

输出结果为：

1 data :icon
2 data :18
3 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。

示例

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3 
 4 public class GenericTest {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         List<String> name = new ArrayList<String>();
 7         List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
 8         List<Number> number = new ArrayList<Number>();
 9 
10         name.add("icon");
11         age.add(18);
12         number.add(314);
13 
14         // getUperNumber(name);//1
15         getUperNumber(age);// 2
16         getUperNumber(number);// 3
17 
18     }
19 
20     public static void getData(List<?> data) {
21         System.out.println("data :" + data.get(0));
22     }
23 
24     public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
25         System.out.println("data :" + data.get(0));
26     }
27 }

输出结果：

1 data :18
2 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。

注意：

<? 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。