泛型:
一种程序设计语言的新特性,于Java而言,在JDK 1.5开始引入。泛型就是在设计程序的时候定义一些可变部分,在具体使用的时候再给可变部分指定具体的类型。使用泛型比使用Object变量再进行强制类型转换具有更好的安全性和可读性。在Java中泛型主要体现在泛型类、泛型方法和泛型接口中。
Java泛型中的标记符含义:
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
S、U、V - 2nd、3rd、4th types
泛型类
什么时候使用泛型类?
只要类中操作的引用数据类型不确定,就可以定义泛型类。通过使用泛型类,可以省去强制类型转换和类型转化异常的麻烦。
public class Box {
// T stands for "Type"
private T t;
public void set(T t) { this.t = t; }
public T get() { return t; }
}
public class Container{
private k key;
private V value;
public Container(K k,V v){
key=k;
value=v;
}
public K getkey(){
return key;
}
public V getValue(){
return value
}
public void setKey(){
this.key=key;
}
public void setValue(){
this.value=value;
}
}
泛型方法
泛型方法也是为了提高代码的重用性和程序安全性。编程原则:尽量设计泛型方法解决问题,如果设计泛型方法可以取代泛型整个类,应该采用泛型方法。
泛型方法的格式:类型变量放在修饰符后面和返回类型前面, 如:public static
public class GenericFunc {
public static void main(String[] args) {
print("hahaha");
print(200);
}
public static void print(T t){
System.out.println(t.toString());
}
}
泛型接口
将泛型原理用于接口实现中,就是泛型接口。
泛型接口的格式:泛型接口格式类似于泛型类的格式,接口中的方法的格式类似于泛型方法的格式。
public interface MyInteface {
public T read(T t);
}
public class Generic2 implements MyInterface{
public static void main(String[] args) {
Generic2 g = new Generic2();
System.out.println(g.read("hahaha"));
}
@Override
public String read(String str) {
return str;
}
}
通配符
当操作的不同容器中的类型都不确定的时候,而且使用的元素都是从Object类中继承的方法,这时泛型就用通配符“?”来表示。泛型的通配符:“?” 相当于 “? extends Object”
- extends T>:是指 “上界通配符(Upper Bounds Wildcards)
- super T>:是指 “下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”
- 为什么要用通配符和边界?
比如我们有Fruit类,和它的派生类Apple类。
class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
然后有一个最简单的容器:Plate类
public class Plate {
private T item;
public Plate(T item) {
super();
this.item = item;
}
public T getItem() {
return item;
}
public void setItem(T item) {
this.item = item;
}
}
现在我定义一个“水果盘子”,逻辑上水果盘子当然可以装苹果。
Plate p=new Plate(new Apple());
但实际上Java编译器不允许这个操作。会报错,“装苹果的盘子”无法转换成“装水果的盘子”。
Type mismatch: cannot convert from Plate to Plate
实际上,编译器脑袋里认定的逻辑是这样的:
- 苹果 IS-A 水果
- 装苹果的盘子 NOT-IS-A 装水果的盘子
所以就算容器里面装的东西有继承关系,但是容器是没有继承关系的,所以不可以把Plate
为了让泛型使用起来更灵活,sun的大牛就想出了 extends T>和 super T>的办法,让水果盘子和苹果盘子发生关系
“上界通配符(Upper Bounds Wildcards)”:
Plate<? extends Fruit>
翻译成人话就是:一个能放水果以及一切是水果派生类的盘子。再直白点就是:啥水果都能放的盘子。这和我们人类的逻辑就比较接近了。Plate<? extends Fruit>和Plate
Plate extends Fruit> p=new Plate(new Apple());
如果把Fruit和Apple的例子再扩展一下,食物分成水果和肉类,水果有苹果和香蕉,肉类有猪肉和牛肉,苹果还有两种青苹果和红苹果。
//Lev 1
class Food{}
//Lev 2
class Fruit extends Food{}
class Meat extends Food{}
//Lev 3
class Apple extends Fruit{}
class Banana extends Fruit{}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}
//Lev 4
class RedApple extends Apple{}
class GreenApple extends Apple{}
在这个体系中,上界通配符 “Plate<? extends Fruit>” 覆盖下图中蓝色的区域。
“下界通配符(Lower Bounds Wildcards)”:
Plate<? super Fruit>
表达的就是相反的概念:一个能放水果以及一切是水果基类的盘子。Plate<? super Fruit>是Plate
上下界通配符的副作用
边界让Java不同泛型之间的转换更容易了。但不要忘记,这样的转换也有一定的副作用。那就是容器的部分功能可能失效。
还是以刚才的Plate为例。我们可以对盘子做两件事,往盘子里set( )新东西,以及从盘子里get( )东西。
class Plate{
private T item;
public Plate(T t){item=t;}
public void set(T t){item=t;}
public T get(){return item;}
}
上界 extends T>不能往里存,只能往外取
extends Fruit>会使往盘子里放东西的set( )方法失效。但取东西get( )方法还有效。比如下面例子里两个set()方法,插入Apple和Fruit都报错。
Plate extends Fruit> p=new Plate(new Apple());
//不能存入任何元素
p.set(new Fruit()); //Error
p.set(new Apple()); //Error
//读取出来的东西只能存放在Fruit或它的基类里。
Fruit newFruit1=p.get();
Object newFruit2=p.get();
Apple newFruit3=p.get(); //Error
原因是编译器只知道容器内是Fruit或者它的派生类,但具体是什么类型不知道。可能是Fruit?可能是Apple?也可能是Banana,RedApple,GreenApple?编译器在看到后面用Plate
所以通配符>和类型参数
public
但通配符>没有这种约束,Plate>单纯的就表示:盘子里放了一个东西,是什么我不知道。
所以错误就在这里,Plate<? extends Fruit>里什么都放不进去。
下界 super T>不影响往里存,但往外取只能放在Object对象里
使用下界 super Fruit>会使从盘子里取东西的get( )方法部分失效,只能存放到Object对象里。set( )方法正常。
Plate super Fruit> p=new Plate(new Fruit());
//存入元素正常
p.set(new Fruit());
p.set(new Apple());
//读取出来的东西只能存放在Object类里。
Apple newFruit3=p.get(); //Error
Fruit newFruit1=p.get(); //Error
Object newFruit2=p.get();
因为下界规定了元素的最小粒度的下限,实际上是放松了容器元素的类型控制。既然元素是Fruit的基类,那往里存粒度比Fruit小的都可以。但往外读取元素就费劲了,只有所有类的基类Object对象才能装下。但这样的话,元素的类型信息就全部丢失。
PECS原则
最后看一下什么是PECS(Producer Extends Consumer Super)原则,已经很好理解了:
- 频繁往外读取内容的,适合用上界Extends。
- 经常往里插入的,适合用下界Super。