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java泛型應(yīng)用是java核心基礎(chǔ)之一，從java 5開始引進泛型。如果你曾經(jīng)使用過java Collection，那你已經(jīng)算是接觸過泛型了。在java Collection里使用泛型是一件很簡單的事情，可泛型還具有很多你意想不到的作用。在深入了解泛型之前，首先來了解一下泛型的一些基本概念與原理。 一、java 泛型引入java泛型的應(yīng)用可以提高的代碼的復(fù)用性，同時泛型提供了類型檢查，減少了數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換，同時保證了類型安全。下面看一下，泛型如何保證了類型安全： List list = new ArrayList(); list.add("abc"); list.add(new Integer(1)); //可以通過編譯 for (Object object : list) { System.out.println((String)object);//拋出ClassCastException異常 }
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("abc"); //list.add(new Integer(1)); //編譯錯誤 for (String string : list) { System.out.println(string);//無需任何強制類型轉(zhuǎn)換 }
二、泛型的類與接口既然是學(xué)泛型，自然就要知道如何去使用泛型定義自己的類和接口。同時為了加深理解泛型的作用，先引進一個原始的類： public class Gen { private Object obj; public Object getObj() { return obj; } public void setObj(Object obj) { this.obj = obj; } public static void main(String[] args) { Gen gen = new Gen(); gen.setObj("abc"); String str = (String) gen.getObj();//類型轉(zhuǎn)換，可能會引起運行時ClassCastException } }
public class Gen<T> { T obj; public T getObj() { return obj; } public void setObj(T obj) { this.obj = obj; } public static void main(String[] args) { Gen<String> gen = new Gen<>(); gen.setObj("abc"); // gen.setObj(10); //無法通過編譯 String str = gen.getObj(); //無需類型轉(zhuǎn)換 //----------------------------- Gen gen2 = new Gen();//raw type原始類型 gen2.setObj("abc"); gen2.setObj(10); //可以通過編譯，自動裝箱將10轉(zhuǎn)化為Integer對象 Integer num = (Integer) gen2.getObj();//使用了強制類型轉(zhuǎn)換 } } 細心的你會發(fā)現(xiàn)在main（）方法里是使用泛型類型Gen<String>,便不再需要強制類型轉(zhuǎn)換，也就移除了運行時的ClassCastException。同時為了區(qū)別，在此也定義了一個沒有使用泛型類型的gen2，這時，編譯器會彈出一個警告“Gen is a raw type,References to generic type Gen<T> should be parameterized”。當我們不提供泛型類型時，會默認使用Object會代替，也是因此這樣，gen2可以設(shè)置String和Integer類型，不過，我們應(yīng)盡量去避免這種這種情況的出現(xiàn)，如此，便又需要用到強制類型轉(zhuǎn)換，也伴隨著運行時的ClassCastException異常。 tips：可以使用@SuppressWarnings("rawtypes")來抑制編譯器彈出警告。 接口的泛型應(yīng)用和類的泛型應(yīng)用很類似，如下： public interface List <E> { void add(E x); Iterator<E> iterator(); } public interface Iterator<E> { E next(); boolean hasNext(); } 類似的，可以將此應(yīng)用到自定義的接口與類當中。另外再提一下的是，可以使用多個泛型參數(shù)來定義接口與類，比如Map<K,V>；同時，泛型類型也可以作為一個參數(shù)來用，如下：new HashMap<String, List<String>>()。 三、泛型的命名規(guī)范為了更好地去理解泛型，我們也需要去理解java泛型的命名規(guī)范。為了與java關(guān)鍵字區(qū)別開來，java泛型參數(shù)只是使用一個大寫字母來定義。各種常用泛型參數(shù)的意義如下：
四、泛型的方法與構(gòu)造函數(shù)有時候我們并不希望整個類都被泛型化，這時可以只在某個方法上應(yīng)用泛型。因為構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的方法，因此也可以在構(gòu)造函數(shù)上應(yīng)用泛型。Demo GenMethod演示了如何在方法上應(yīng)用泛型和調(diào)用泛型方法， public class GenMethod { public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a,Collection<T> c){ for (T t : a) { c.add(t); } } public static void main(String[] args) { Object[] oa = new Object[100]; Collection<Object> co = new ArrayList<>(); GenMethod.<Object>fromArrayToCollection(oa, co); } }
public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a,Collection<T> c){ for (T t : a) { c.add(t); c.add(new Object()); } }
GenMethod.fromArrayToCollection(oa, co)。 為了加深對編譯器推斷泛型類型的了解，再看一下如下幾個推斷： String[] sa = new String[100]; Collection<String> cs = new ArrayList<String>(); // T 推斷為String fromArrayToCollection(sa, cs); // T 推斷為Object fromArrayToCollection(sa, co); Integer[] ia = new Integer[100]; Float[] fa = new Float[100]; Number[] na = new Number[100]; Collection<Number> cn = new ArrayList<Number>(); //T 推斷為Number fromArrayToCollection(ia, cn); //T 推斷為Number fromArrayToCollection(fa, cn); //T 推斷為Number fromArrayToCollection(na, cn); //T 推斷為Object fromArrayToCollection(na, co); //編譯錯誤，Number與String不能兼容 fromArrayToCollection(na, cs);
四、泛型參數(shù)的界限有時候，你會希望泛型類型只能是某一部分類型，比如操作數(shù)據(jù)的時候，你會希望是Number或其子類類型。這個想法其實就是給泛型參數(shù)添加一個界限。其定義形式為： <T extends BoundingType> 此定義表示T應(yīng)該是BoundingType的子類型（subtype）。T和BoundingType可以是類，也可以是接口。另外注意的是，此處的”extends“表示的子類型，不等同于繼承。 Demo： public class Box<T> { private T t; public void set(T t) { this.t = t; } public T get() { return t; } public <U extends Number> void inspect(U u) { System.out.println("T: " + t.getClass().getName()); System.out.println("U: " + u.getClass().getName()); } public static void main(String[] args) { Box<String> integerBox = new Box<>(); integerBox.set("abc"); //能通過編譯，因為T指定為String類型 // integerBox.inspect("abc");//不能通過編譯，因為U必須是Number類型或其子類 integerBox.inspect(new Integer(10)); } }
public class NumberTest<T extends Integer> { private T num; public NumberTest(T num) { this.num = num;} public boolean isOdd(){ return num.intValue()%2 == 1; } //.... } 接著引入下一個問題，如何為泛型參數(shù)添加多個限制范圍，多重限制范圍格式如下： <T extends A & B & C> 一個泛型參數(shù)可以有多重限制范圍，使用“&”分隔。且限制范圍中之多有一個類。如果用一個類作為限定，它必須是限定列表中的第一個。舉例如下： Class A { /* ... */ }
interface B { /* ... */ }
interface C { /* ... */ }
class D <T extends A & B & C> { /* ... */ }
class D <T extends B & A & C> { /* ... */ } // 無法通過編譯 五、泛型方法與泛參界限的綜合如果說泛型方法是一個有用的工具，那泛參的界限就應(yīng)該這個工具的靈魂，為這個工具添加了一些“行為準則”。如下：設(shè)計一個方法，統(tǒng)計在一個數(shù)組里比指定元素大的個數(shù)， public static <T> int countGreater(T[] array,T elem) { int count = 0; for (T t : array) { if (t > elem) {//編譯錯誤 ++count; } } return count; }
public interface Comparable<T> { public int compareTo(T o); } 更改后的代碼如下： public static <T extends Comparable<T>> int countGreater(T[] array,T elem) { int count = 0; for (T t : array) { if (t.compareTo(elem) > 0) {//無編譯錯誤 ++count; } } return count; } 除了上述方式，也可以選擇添加界限Comparator<T,T>,只不過此界限需要兩個參數(shù)而已，Comparator的定義與使用以前已經(jīng)談過，這里不再累述，詳情可以點擊 這里。 六、泛型、繼承與子類型如果兩個類之間相互兼容（繼承與被繼承），那么便可以將一個類對象賦值給另一個類對象，比如：你可以將一個String對象賦值給Object，String是Object的子類， String someString = new String(); Object someObject = new Object(); someObject = someString; 如果你熟悉面向?qū)ο蠹夹g(shù)，會知道這是一種“is-a”關(guān)系。String是Object的一種對象，所以上面的賦值是可以的。同理，Integer、Double是Number的一類對象，下面的賦值也可以： public void someMethod(Number n) { /* ... */ } someMethod(new Integer(10)); // OK someMethod(new Double(10.1); // OK 這種“is-a”關(guān)系，同樣也是用泛型。如果你將泛參設(shè)置Number，那么在隨后的調(diào)用里，只需要傳入一個數(shù)據(jù)對象就行了，如下： Box<Number> box = new Box<>(); box.add(new Integer(1)); box.add(new Double(1.0));
public void someMethod(Box<Number> n) { /*.....*/} 這個方法可以接受什么類型的參數(shù)呢？？顯然，這個方法接受Box<Number>類型的參數(shù)？？那又是否可以接受Box<Integer>或者Box<Double>類型的參數(shù)的？？答案是否定的，因為Box<Integer>與Box<Double>都不是Box<Number>的子類。在泛型編程里，這是一個容易混淆的概念，但又必須要懂的原理。如下圖：
 從圖可以看到，即使Integer是Number的子類，但Box<Integer>并不是Box<Number>的子類。Box<Integer>與Box<Number>的共同父類是Object。換言之，無論類A與類B是否存在關(guān)聯(lián)，MyClass<A>與MyClass<B>都沒有任何關(guān)聯(lián)，其共同的父類的是Object。那是否說，泛型就不存在子類呢？？這個留待解決，看完本文便可以知曉。
七、泛型類與子類型在談這一小節(jié)時，先回顧一下泛型方法的“extends”含義，泛型的“extends”與繼承的“extends”并不一樣，泛型的“extends”其后可以是一個類（如T extends Number），同樣也可以是一個接口（如T extends List<T>）。泛型的”extends“代表子類型，而不是子類，或許你可以把等其同于”extends（繼承）“和”implement的并集。 在泛型里，也存在子類型，前提是其泛型參數(shù)的限制并沒有改變，可以認為泛參沒有改變，其實就是從原來的類或接口來判斷泛型的子類型。為了形象理解，我們已collection類來作個例子，如：ArrayList<E> implement List<E>，而List<E> extends Collection<E>，那么ArrayList<String>就是List<String>的子類型，而List<String>則是Collection<String>,其關(guān)系圖如下：
深入一點來談，現(xiàn)在假設(shè)需要定義自己的List接口 — PayLoadList，其定義如下： interface PayloadList<E,P> extends List<E> { void setPayload(int index, P val); //... } 如上,則下面的樣例都是List<String>子類型，： PayloadList<String,String> PayloadList<String,Integer> PayloadList<String,Exception> 如圖： 轉(zhuǎn)自 https://blog.51cto.com/peiquan/1302898 |
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