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：

public classGenericMethodTest

{//泛型方法 printArray

public static < E > voidprintArray( E[] inputArray )

{//输出数组元素

for( E element : inputArray ){

System.out.printf("%s ", element );

}

System.out.println();

}public static voidmain( 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

}

}

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。

public classMaximumTest

{//比较三个值并返回最大值

public static >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; //现在 z 更大

}return max; //返回最大对象

}public static voidmain( 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

不同的参数类型有相似的方法

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:

public class Box{privateT t;public voidadd(T t) {this.t =t;

}publicT get() {returnt;

}public static voidmain(String[] args) {//添加修饰

Box integerBox = new Box();

Box stringBox = new Box();

integerBox.add(new Integer(10));

stringBox.add(new String("字符"));

System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());

System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());

}

}

编译以上代码，运行结果如下所示：

整型值为 :10​

字符串为 :字符

不同类有相似的参数和相似的方法

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的父类。

实例1

ublic classCommonSingle {public static void printer(List> data) {//普通的

System.out.print(data);

}public static void getUperNumber(List extends Number> data) {//给通配符划分了范围

System.out.println("data :" +data);

}

}

List name = new ArrayList();

List age = new ArrayList();

List number = new ArrayList();

name.add("icon");

age.add(18);

number.add(314);

CommonSingle.printer(name);

CommonSingle.printer(age);

CommonSingle.printer(number);

输出结果为：

data :icon

data :18data :314

解析：

1、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。

3、与第一个泛型方法类似，事根据参数类型选择不同的方法，只是这个参数类型被List包裹。

实例2

继续使用上面声明的类CommonSingle

List name = new ArrayList();

List age = new ArrayList();

List number = new ArrayList();

name.add("icon");

age.add(18);

number.add(314);

CommonSingle.getUperNumber(name);//报错：因为S不在Number的范围内

CommonSingle.getUperNumber(age);

CommonSingle.getUperNumber(number);

输出结果：

data :18data :314

解析：

1、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

2、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。

3、关于上限，? extends Number,Number类的子类如下：

java.lang.Byte,

​

java.lang.Double,

​

java.lang.Float,

​

java.lang.Long,

​

java.lang.Short

这就是？参数范围。

4、关于上界下界

上界的list只能get，不能add(确切地说不能add出除null之外的对象，包括Object)

下界的list只能add，不能get

add和get涉及到具体的数据类型了：

add方法是先给预添加的对象创建一个引用，再让这个引用指向具体的父类或子类对象；

get方法是返回具体的类(假设为类型1)，必须有一个类型1或类型1的父类引用去指向它；

规定了上界：如果add添加对象，java不知道要为哪一个具体的类添加引用，但java不会自动选择；如果get对象，却可以(人为地)使用上界类创建引用了(因为代码中规定了上界，一看便知)。

规定了下界：如果add添加对象，java不知道要为哪一个具体的类添加引用，这里就可以(人为地)添加下界类的子类对象了(因为代码中规定了下界，一看便知)；如果get对象，只能用预获取的类的‘同类’或父类创建引用，但程序员不知道get出来的是哪个类。

图解：

示例代码：

importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;classFruit {}class Apple extendsFruit {}class Jonathan extendsApple {}class Orange extendsFruit {}public classCovariantArrays {public static voidmain(String[] args) {//上界

List extends Fruit> flistTop = new ArrayList();

flistTop.add(null);//add Fruit对象会报错//flist.add(new Fruit());

Fruit fruit1 = flistTop.get(0);//下界

List super Apple> flistBottem = new ArrayList();

flistBottem.add(newApple());

flistBottem.add(newJonathan());//get Apple对象会报错//Apple apple = flistBottem.get(0);

}

}