Java入門 - 高級教程 - 03.泛型

原文地址：http://www.work100.net/training/java-generic.html
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泛型

序號	文內章節	視頻
1	概述	-
2	泛型方法	-
3	泛型類	-
4	類型通配符	-

請參照如上章節導航進行閱讀

1.概述

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一個新特性, 泛型提供了編譯時類型安全檢測機制，該機制允許程序員在編譯時檢測到非法的類型。
泛型的本質是參數化類型，也就是說所操作的數據類型被指定爲一個參數。

假定我們有這樣一個需求：寫一個排序方法，能夠對整型數組、字符串數組甚至其他任何類型的數組進行排序，該如何實現？
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我們可以寫一個泛型方法來對一個對象數組排序。然後，調用該泛型方法來對整型數組、浮點數數組、字符串數組等進行排序。

2.泛型方法

你可以寫一個泛型方法，該方法在調用時可以接收不同類型的參數。根據傳遞給泛型方法的參數類型，編譯器適當地處理每一個方法調用。

下面是定義泛型方法的規則：

• 所有泛型方法聲明都有一個類型參數聲明部分（由尖括號分隔），該類型參數聲明部分在方法返回類型之前（在下面例子中的 <E>）
• 每一個類型參數聲明部分包含一個或多個類型參數，參數間用逗號隔開。一個泛型參數，也被稱爲一個類型變量，是用於指定一個泛型類型名稱的標識符
• 類型參數能被用來聲明返回值類型，並且能作爲泛型方法得到的實際參數類型的佔位符
• 泛型方法體的聲明和其他方法一樣。注意類型參數只能代表引用型類型，不能是原始類型（像 int,double,char 的等）

實例

下面的例子演示瞭如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static <E> void printArray( E[] inputArray )
   {
      // 輸出數組元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }

    public static void main( String[] args )
    {
        // 創建不同類型數組： 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( "整型數組元素爲:" );
        printArray( intArray  ); // 傳遞一個整型數組

        System.out.println( "\n雙精度型數組元素爲:" );
        printArray( doubleArray ); // 傳遞一個雙精度型數組

        System.out.println( "\n字符型數組元素爲:" );
        printArray( charArray ); // 傳遞一個字符型數組
    } 
}

編譯以上代碼，運行結果如下所示：

整型數組元素爲:
1 2 3 4 5 

雙精度型數組元素爲:
1.1 2.2 3.3 4.4 

字符型數組元素爲:
H E L L O 

有界的類型參數:

可能有時候，你會想限制那些被允許傳遞到一個類型參數的類型種類範圍。例如，一個操作數字的方法可能只希望接受 Number 或者 Number 子類的實例。這就是有界類型參數的目的。

要聲明一個有界的類型參數，首先列出類型參數的名稱，後跟 extends 關鍵字，最後緊跟它的上界。

實例

下面的例子演示了 "extends" 如何使用在一般意義上的意思 "extends"（類）或者"implements"（接口）。該例子中的泛型方法返回三個可比較對象的最大值。

public class MaximumTest
{
   // 比較三個值並返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
   {                     
      T max = x; // 假設x是初始最大值
      if ( y.compareTo( max ) > 0 ){
         max = y; //y 更大
      }
      if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
         max = z; // 現在 z 更大           
      }
      return max; // 返回最大對象
   }
   public static void main( String[] args )
   {
      System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的數爲 %d\n\n",
                   3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );

      System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的數爲 %.1f\n\n",
                   6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );

      System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的數爲 %s\n","pear",
         "apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
   }
}

編譯以上代碼，運行結果如下所示：

3, 4 和 5 中最大的數爲 5

6.6, 8.8 和 7.7 中最大的數爲 8.8

pear, apple 和 orange 中最大的數爲 pear

3.泛型類

泛型類的聲明和非泛型類的聲明類似，除了在類名後面添加了類型參數聲明部分。

和泛型方法一樣，泛型類的類型參數聲明部分也包含一個或多個類型參數，參數間用逗號隔開。一個泛型參數，也被稱爲一個類型變量，是用於指定一個泛型類型名稱的標識符。因爲他們接受一個或多個參數，這些類被稱爲參數化的類或參數化的類型。

實例

如下實例演示了我們如何定義一個泛型類:

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("光束雲智"));

    System.out.printf("整型值爲 :%d\n\n", integerBox.get());
    System.out.printf("字符串爲 :%s\n", stringBox.get());
  }
}

編譯以上代碼，運行結果如下所示：

整型值爲 :10

字符串爲 :光束雲智

4.類型通配符

1).類型通配符一般是使用 ? 代替具體的類型參數。例如 List<?> 在邏輯上是 Lis<String>, List<Integer> 等所有 List<具體類型實參> 的父類。

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(0));
   }
}

輸出結果爲：

data :icon
data :18
data :314

解析： 因爲 getData() 方法的參數是 List 類型的，所以 name，age，number 都可以作爲這個方法的實參，這就是通配符的作用

2).類型通配符上限通過形如 List 來定義，如此定義就是通配符泛型值接受 Number 及其下層子類類型。

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(0));
   }

   public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
}

輸出結果：

data :18
data :314

解析： 在(//1)處會出現錯誤，因爲 getUperNumber() 方法中的參數已經限定了參數泛型上限爲 Number，所以泛型爲 String 是不在這個範圍之內，所以會報錯

3).類型通配符下限通過形如 List<? super Number>來定義，表示類型只能接受 Number 及其三層父類類型，如 Object 類型的實例。

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