本周主题:Java泛型

目录

​Java 泛型​

​一、泛型方法​

​实例1​

​实例2​

​二、泛型类​

​实例3​

​三、类型通配符​

​实例4​

​实例5​


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。


一、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<T>)。
  • 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1

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:

/**
* 文件名:GenericMethodDemo.java
* 功能描述:泛型方法测试Demo
*/
public class GenericMethodDemo {

//定义一个泛型方法 printArray
public static <T> void printArray(T[] inputArray) {//必须先声明一个类型变量:<T>
//输出数组元素
for(T 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, 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("整形数组元素为:");
printArray(intArray);//传递一个整形数组

System.out.println("双精确度型数组元素为:");
printArray(doubleArray);

System.out.println("字符型数组元素为:");
printArray(charArray);

}
}

编译以上代码,运行结果如下所示:

Java第十二周作业_类型参数

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,如下面就是定义了一个继承于Comparable接口的泛类型 T:

<T extends Comparable<T>>

实例2

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。

import java.text.Collator;

/**
* 文件名:MaximumTest.java
* 功能描述:有界的类型参数泛型测试例子
* 使用说明:要申明是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
*/
public class MaximumTest {
public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x,T y,T z) {
T max = x;
if (max instanceof String) {
//Collator类可以使用本地化的语言规则比较字符串的大小
Collator collator = Collator.getInstance();
if (collator.compare(y, max) > 0)
max = y;
if (collator.compare(z, max) > 0)
max = z;
} else {
if (y.compareTo(max)>0)
max = y;
if (z.compareTo(max)>0)
max = z;
}
return max;
}

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",3.3,7.4,6.5,maximum(3.3,7.4,6.5));

System.out.printf("%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n\n","one","two","three",maximum("one","two","three"));

System.out.printf("%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n\n","李四","张三","王小",maximum("李四","张三","王二"));

}
}

编译以上代码,运行结果如下所示:

Java第十二周作业_java_02


二、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3

如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:

/**
* 文件名:Box.java
* 功能描述:泛型类的定义
*/
public class Box<T> {
private T t;

public T getT() {
return t;
}

public void setT(T t) {
this.t = t;
}
}

测试用例: 

/**
* 文件名:GenericClassTest.java
* 功能描述:泛型类的测试
*/
public class GenericClassTest {
public static void main(String[] args) {
Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
Box<Double> doubleBox = new Box<Double>();
Box<String> stringBox = new Box<String>();

integerBox.setT(10);
doubleBox.setT(12.56);
stringBox.setT("小宇飞刀");

System.out.printf("整型值为:%d\n\n",integerBox.getT());
System.out.printf("浮点型值为:%.2f\n\n",doubleBox.getT());
System.out.printf("字符串为:%s\n\n",stringBox.getT());
}
}

编译以上代码,运行结果如下所示:

Java第十二周作业_java_03


三、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。

实例4

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.*;

/**
* 文件名:GenericTest.java
* 功能描述:类型通配符的使用Demo
*/
public class GenericTest {
//此方法未使用类型限制
public static void printData(List<?> data) {
//System.out.println("data : "+data.get(0));

Iterator<?> iterator= data.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
System.out.println("data :"+iterator.next());
}
}

public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> height = new ArrayList<Number>();

name.add("小宇飞刀");
age.add(29);
height.add(170f);

name.add("张三丰");
age.add(18);
height.add(180.0);

printData(name);
printData(age);
printData(height);

}
}

输出结果为:

Java第十二周作业_泛型方法_04

解析: 因为printData()方法的参数是List类型的,所以name,age,height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。

实例5

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.*;

/**
* 文件名:GenericTest.java
* 功能描述:类型通配符的使用Demo
*/
public class GenericTest {
//此方法未使用类型限制
public static void printData(List<?> data) {
//System.out.println("data : "+data.get(0));

Iterator<?> iterator= data.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
System.out.println("data :"+iterator.next());
}
}
//此方法使用了类型限制:extends Number
public static void printNumber(List<? extends Number> data) {
//System.out.println("data :" + data.get(0));

Iterator<?> iterator = data.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println("data :" + iterator.next());
}
}

public static void main(String[] args) {
List<String> name = new ArrayList<String>();
List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
List<Number> height = new ArrayList<Number>();

name.add("小宇飞刀");
age.add(29);
height.add(170f);

name.add("张三丰");
age.add(18);
height.add(180.0);

//printNumber(name); //此语句无法编译,因为printNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number
printData(age);
printNumber(height);
}
}

输出结果:

Java第十二周作业_泛型方法_05

解析: printNumber(name);语句处会出现错误,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 Object 类型的实例。