java泛型以及泛型的使用

泛型

泛型類的定義

語法

class 泛型類名稱<類型形參列表> {
// 這裏可以使用類型參數
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
}
class 泛型類名稱<類型形參列表> extends 繼承類/* 這裏可以使用類型參數 */ {
// 這裏可以使用類型參數
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {
// 可以只使用部分類型參數
}

類型形參一般使用一個大寫字母表示，常用的名稱有：
E 表示 Element
K 表示 Key
V 表示 Value
N 表示 Number
T 表示 Type

定義一個泛型類順序表

public class MyArrayList<E> {
    private E[] array;
    private int size;
    public MyArrayList() {
// 泛型類型無法直接創建數組，具體的見下面的注意事項
        array = (E[])new Object[16];
        size = 0;
    }
    // 尾插
    public void add(E e) {
        array[size++] = e;
    }
    // 尾刪
    public E remove() {
        E element = array[size - 1];
        array[size - 1] = null; // 將容器置空，保證對象被正確釋放
        size--;
        return element;
    }
}

定義一個泛型類鏈表

public class MyLinkedList<E> {
    public static class Node<E> {
        private E value;
        private Node<E> next;

        private Node(E e) {
            value = e;
            next = null;
        }
    }

    private Node<E> head;
    private int size;

    public MyLinkedList() {
        head = null;
        size = 0;
    }

    // 頭插
    public void pushFront(E e) {
        Node<E> node = new Node<>(e);
        node.next = head;
        head = node;
        size++;
    }
// 尾插

    public void pushBack(E e) {
        if (size == 0) {
            pushFront(e);
            return;
        }
        Node<E> cur = head;
        while (cur.next != null) {
            cur = cur.next;
        }
        cur.next = new Node<E>(e);
        size++;
    }
}

泛型類的使用

語法

泛型類<類型實參> 變量名; // 定義一個泛型類引用
new 泛型類<類型實參>(構造方法實參); // 實例化一個泛型類對象
MyArrayList list = new MyArrayList();

類型擦除

class MyArrayList<E> {
// E 會被擦除爲 Object
}
class MyArrayList<E extends Comparable<E>> {
// E 被擦除爲 Comprable
}

類型擦除主要看其類型邊界而定

編譯器在類型擦除階段在做什麼？

1. 將類型變量用擦除後的類型替換，即 Object 或者 Comparable
2. 加入必要的類型轉換語句
3. 加入必要的 bridge method 保證多態的正確性

泛型類的使用-通配符

基本

? 用於在泛型的使用，即爲通配符

通配符-上界

<? extends 上界>

需要區分 泛型使用中的通配符上界 和 泛型定義中的類型上界

通配符-下界

<? super 下界>

泛型中的父子類型

public class MyArrayList { … }
// MyArrayList 不是 MyArrayList 的父類型
// MyArrayList 也不是 MyArrayList 的父類型
// 需要使用通配符來確定父子類型
// MyArrayList<?> 是 MyArrayList<? extends Number> 的父類型
// MyArrayList<? extends Number> 是 MyArrayList 的父類型

泛型方法

定義語法

public class Util {
    public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {
        E t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }
}

方法限定符 <類型形參列表> 返回值類型 方法名稱(形參列表) { … }

泛型的限制

1. 泛型類型參數不支持基本數據類型
2. 無法實例化泛型類型的對象
3. 無法使用泛型類型聲明靜態的屬性
4. 無法使用 instanceof 判斷帶類型參數的泛型類型
5. 無法創建泛型類數組
6. 無法 create、catch、throw 一個泛型類異常（異常不支持泛型）
7. 泛型類型不是形參一部分，無法重載