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 等)。

java 中泛型标记符:

  • E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
  • T - Type(Java 类)
  • K - Key(键)
  • V - Value(值)
  • N - Number(数值类型)
  • - 表示不确定的 java 类型

实例

下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同类型的数组元素:

实例

public class GenericMethodTest { // 泛型方法 printArray public static < E > void printArray ( E [ ] inputArray ) { // 输出数组元素 for ( E 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 和 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 ( " 整型数组元素为: " ) ; printArray ( intArray ) ; // 传递一个整型数组 System . out . println ( " \n 双精度型数组元素为: " ) ; printArray ( doubleArray ) ; // 传递一个双精度型数组 System . out . println ( " \n 字符型数组元素为: " ) ; printArray ( charArray ) ; // 传递一个字符型数组 } }

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。

实例

public class MaximumTest { // 比较三个值并返回最大值 public static < T extends Comparable < T >> T maximum ( T x , T y , T z ) { T max = x ; // 假设x是初始最大值 if ( y . compareTo ( max ) > ) { max = y ; // y 更大 } if ( z . compareTo ( max ) > ) { max = z ; // 现在 z 更大 } return max ; // 返回最大对象 } 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 " , 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:

实例

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

编译以上代码,运行结果如下所示:

									整型值为 :10
字符串为 :云搜索MX教程
								

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

import java . util .*; public class GenericTest { 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 ( " icon " ) ; age . add ( 18 ) ; number . add ( 314 ) ; getData ( name ) ; getData ( age ) ; getData ( number ) ; } public static void getData ( List <?> data ) { System . out . println ( " data : " + data . get ( ) ) ; } }

输出结果为:

									data :icon
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。

实例

import java . util .*; public class GenericTest { 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 ( " icon " ) ; age . add ( 18 ) ; number . add ( 314 ) ; // getUperNumber(name);//1 getUperNumber ( age ) ; // 2 getUperNumber ( number ) ; // 3 } public static void getData ( List <?> data ) { System . out . println ( " data : " + data . get ( ) ) ; } public static void getUperNumber ( List <? extends Number > data ) { System . out . println ( " data : " + data . get ( ) ) ; } }

输出结果:

									data :18
data :314
								

解析: //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 及其上层父类类型,如 Object 类型的实例。