14Java 泛型

怼烎@ 2021-10-23 21:18 205阅读 0赞

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）。  
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：  
实例  
public class GenericMethodTest \{  
public static void printArray(E\[\] intpuArray) \{  
// 输出数组元素  
for (E e : intpuArray) \{  
System.out.print(e);  
\}  
System.out.println();  
\}

public static void main(String[] args) {
        // 创建不同类型数组： Integer、Double和Character
        Integer[] integers = {1, 2, 3, 4, 5};
        Double[] doubles = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
        Character[] characters = {'H', 'E', 'L', 'L', 'O'};
    
        System.out.println("整数数组元素为：");
        printArray(integers);
    
        System.out.println("*******************");
    
        System.out.println("双精度数组元素为：");
        printArray(doubles);
    
        System.out.println("*******************");
    
        System.out.println("字符型数组元素为：");
        printArray(characters);
    }

\}  
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 \{  
public static <T extends Comparable> T maximum(T x, T y, T z) \{  
T max = x; // 假设x是初始最大值  
if (y.compareTo(max) > 0) \{  
max = y; // y更大  
\}  
if (z.compareTo(max) > 0) \{  
max = z; // z更大  
\}  
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",
                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 \{  
private T t;

public T getT() {
        return t;
    }
    
    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> integerBox = new Box<>();
        Box<String> stringBox = new Box<>();
    
        integerBox.setT(new Integer(10));
        stringBox.setT(new String("呵呵哒"));
    
        System.out.printf("整型值为 : %d\n\n", integerBox.getT());
        System.out.printf("字符串为 : %s\n", stringBox.getT());
    }

编译以上代码，运行结果如下所示：  
整型值为 :10

字符串为 :菜鸟教程

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,List 等所有List<具体类型实参>的父类。  
实例  
public class GenericTest \{  
public static void main(String\[\] args) \{  
List name = new ArrayList<>();  
List age = new ArrayList<>();  
List number = new ArrayList<>();

name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
    
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);
    
        // getUperNumber(name);  // 编译出错
        getUperNumber(age);
        getUperNumber(number);
    
        // getChildNumber(age);  // 编译出错
        getChildNumber(number);
    }
    
    public static void getData(List<?> data) {
        System.out.println("data : " + data.get(0));
    }
    
    public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
        System.out.println("data : " + data.get(0));
    }
    
    public static void getChildNumber(List<? super Number> data) {
        System.out.println("data : " + data.get(0));
    }

\}  
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 name = new ArrayList(); List age = new ArrayList(); List number = new ArrayList(); 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(0)); \} public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) \{ System.out.println(“data :” + data.get(0)); \} \}

输出结果：  
data :18  
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。

菜鸟笔记  
<? 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。  
对于泛型，只是允许程序员在编译时检测到非法的类型而已。  
但是在运行期时，其中的泛型标志会变化为 Object 类型。  
一个 List:  
public class InvokeTest \{  
public static void main(String\[\] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException \{  
List list = new ArrayList<>();

list.add(12);
        //list.add("a"); // 编译报错
        Class<? extends List> clazz = list.getClass();
        Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
        // 通过反射添加，是可以的
        add.invoke(list, "k1");
    
        System.out.println(list);
    }