Java基础-泛型

JAVA 泛型

Java 泛型是 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。

1、泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接受不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当的处理每一个方法调用，下面是泛型方法的规则：

• 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：

public class GenericMethodTest{
   // 泛型方法 printArray  注意：静态方法要是使用泛型的话，就一定要声明是泛型方法 标志：                       
   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
    } 
    
    //我想说的其实是这个，虽然在方法中使用了泛型，但是这并不是一个泛型方法。
    //这只是类中一个普通的成员方法，只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。
    //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
    public T getKey(){
        return key;
    }
}

编译以上代码，运行结果如下所示：

有界的类型参数：

可能有的时候，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。

public class MaximunTest {
    
    // 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.comparaTo(max) > 0) {
            max = y;  // y更大
        }
        if (z.comparaTo(max) > 0) {
            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" ) );
    }
}

2、泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了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。一个类型参数，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：

如下演示我们如何定义一个泛型类：

//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Box<T> {
    
    private T t;
    
    public void add(T t) {//泛型构造方法形参t的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.t = t;
    }
    
    public T getT () { //泛型方法getT的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return T;
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        //泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型
		//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，即为Integer.
        Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
        
        //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，即为String.
        Box<String> stringBox = new Box<String>();

        integerBox.add(new Integer(10));
        stringBox.add(new String("菜鸟教程"));

        System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.getT());
        System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.getT());
  }
}

3、类型通配符

1、类型通配符一般使用？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。

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，这就是统配符的作用。

注意： ’？’是类型实参，而不是类型形参 。 可以理解 “？” 和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型，可以把？看成所有类型的父类。是一种真实的类型。

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。

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来定义，表示类型只能接受Number及其三层父类类型，如 Object 类型的实例。

4、泛型接口

泛型接口和泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中，可以看一个例子：

// 定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

当实现泛型接口的类，未传入泛型实参时；

/**
 * 未传入泛型实参时，与泛型类的定义相同，在声明类的时候，需将泛型的声明也一起加到类中
 * 即：class FruitGenerator implements Generator{
 * 如果不声明泛型，如：class FruitGenerator implements Generator，编译器会报错："Unknown class"
 */
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}

当实现泛型接口的类，传入泛型实参时：

/**
 * 传入泛型实参时：
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator
 * 但是我们可以为T传入无数个实参，形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时，如已将泛型类型传入实参类型，则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即：Generator，public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

5、泛型方法与可变参数

一个泛型方法和可变参数的例子：

public <T> void printMsg( T... args){
    for(T t : args){
        Log.d("泛型测试","t is " + t);
    }
}

printMsg("111",222,"aaaa","2323.4",55.55);

6、静态方法与泛型

静态方法有一种情况需要注意一下，那就是在类中的静态方法使用泛型：静态方法无法访问类上定义的泛型；如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。

即：如果静态方法要使用泛型的话，必须将静态方法也定义成泛型方法

public class StaticGenerator<T> {
    ....
    ....
    /**
     * 如果在类中定义使用泛型的静态方法，需要添加额外的泛型声明（将这个方法定义成泛型方法）
     * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
     * 如：public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息：
          "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
     */
    public static <T> void show(T t){

    }
}