2017.4.5 Java 泛型

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Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一個新特性, 泛型提供了編譯時間型別安全檢測機制，該機制允許程式員在編譯時間檢測到非法的類型。

 

泛型的本質是參數化型別，也就是說所操作的資料類型被指定為一個參數。

假定我們有這樣一個需求：寫一個排序方法，能夠對整形數組、字串數組甚至其他任何類型的數組進行排序，該如何?？

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、字串數組等進行排序。

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型別參數聲明部分（由角括弧分隔），該型別參數聲明部分在方法傳回型別之前（在下面例子中的<E>）。
• 每一個型別參數聲明部分包含一個或多個型別參數，參數間用逗號隔開。一個泛型參數，也被稱為一個類型變數，是用於指定一個泛型型別名稱的標識符。
• 型別參數能被用來聲明傳回值類型，並且能作為泛型方法得到的實際參數類型的預留位置。
• 泛型方法體的聲明和其他方法一樣。注意型別參數只能代表引用型類型，不能是原始類型（像int,double,char的等）。

執行個體

下面的例子示範了如何使用泛型方法列印不同字串的元素：

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[] )    {        // 建立不同類型數組： 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( "整型數組元素為:" );        printArray( intArray  ); // 傳遞一個整型數組         System.out.println( "\n雙精確度型數組元素為:" );        printArray( doubleArray ); // 傳遞一個雙精確度型數組         System.out.println( "\n字元型數組元素為:" );        printArray( charArray ); // 傳遞一個字元型數組    } }

 編譯以上代碼，運行結果如下所示：

整型數組元素為:
1 2 3 4 5

雙精確度型數組元素為:
1.1 2.2 3.3 4.4

字元型數組元素為:H E L L O

有界的型別參數:

可能有時候，你會想限制那些被允許傳遞到一個型別參數的類型種類範圍。例如，一個運算元字的方法可能只希望接受Number或者Number子類的執行個體。這就是有界型別參數的目的。 

要聲明一個有界的型別參數，首先列出型別參數的名稱，後跟extends關鍵字，最後緊跟它的上界。

執行個體

下面的例子示範了"extends"如何使用在一般意義上的意思"extends"（類）或者"implements"（介面）。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 中最大的數為 %d\n\n",                   3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );       System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的數為 %.1f\n\n",                   6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );       System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的數為 %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 中最大的數為 56.6, 8.8 和 7.7 中最大的數為 8.8pear, apple 和 orange 中最大的數為 pear
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型別參數聲明部分。

和泛型方法一樣，泛型類的型別參數聲明部分也包含一個或多個型別參數，參數間用逗號隔開。一個泛型參數，也被稱為一個類型變數，是用於指定一個泛型型別名稱的標識符。因為他們接受一個或多個參數，這些類被稱為參數化類別或參數化類別型。

執行個體

如下執行個體示範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("菜鳥教程"));     System.out.printf("整型值為 :%d\n\n", integerBox.get());    System.out.printf("字串為 :%s\n", stringBox.get());  }}

 編譯以上代碼，運行結果如下所示：

整型值為 :10字串為 :菜鳥教程

類型萬用字元

1、類型萬用字元一般是使用?代替具體的型別參數。例如 List<?> 在邏輯上是List<String>>,List<Integer> 等所有List<具體類型實參>的父類。

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));   }

 

輸出結果為：

data :icondata :18data :314

解析：   因為getDate()方法的參數是List類型的，所以name，age，number都可以作為這個方法的實參，這就是萬用字元的作用

2、類型萬用字元上限通過形如List來定義，如此定義就是萬用字元泛型值接受Number及其下層子類類型。

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 :18data :314

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

3、類型萬用字元下限通過形如 List<? super Number>來定義，表示類型只能接受Number及其三層父類類型，如Objec類型的執行個體。

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