java編程之泛型

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java泛型實現了“參數化型別”的概念，所謂“參數化型別”是指將操作的資料類型指定為一個參數，這點在容器中用的最多，例如：List<String> strlist=new ArrayList<String>()，List<Integer> intlist=new ArrayList<Integer>()；strlist可以操作的資料類型是String類型，intlist可以操作的資料類型是int類型，泛型在容器中得到了充分的應用。

泛型是使得代碼重用得到很大的提升，我們在程式中也會想一些辦法設計代碼重用的方法，例如輸出一個內容，我們要用System.out.println(...)，敲這麼多東西還是麻煩，我們可以定義一個println()方法，如下：

static void println(Object o){

　　System.out.println(o);

}

再在程式中輸出東西時，只需調用println(...)即可，這個println()方法就有了“泛化”的機制，它可以輸出任何System.out.println()可以輸出的東西，該方法的參數類型被設定為基類Object類型，我們知道，Java中的基礎資料型別 (Elementary Data Type)都有相對應的類類型的資料，比如int類型的資料對應的有Integer類類型的資料，java有“自動裝箱”功能，也就是將對應的基本類型的資料轉化為對應類類型的對象，例如上面的println(3)，在編譯後會變成println(Integer.valueOf(3))；而所有的java類都是繼承自Object類，所以當然可以用println()方法了。

那麼將資料類型都定義為Object類型不就可以設計一個泛化類型的方法，類和介面了嗎？答案是可以的，但是“太泛化”了，以至於沒了邊界。這裡先給出代碼：

 1 public class gen{ 2      3     public static void main(String[] args){ 4         myList list=new myList(); 5         list.push("helloworld"); 6         list.push(12); 7         Object val; 8         while((val=list.pop())!=null){ 9             System.out.println(val.getClass());10         }11     }12 }13 14 class myList{    15     class Node{16         Object val=null;17         Node next=null;18         Node(Object val,Node next){19             this.val=val;20             this.next=next;21         }22         Node(){23             val=null;24             next=null;25         }26         boolean end(){27             return val==null && next==null;28         }29     }30     private Node top=null;31     myList(){32         top=new Node();33     }34     //插入新值35     public void push(Object val){36         top=new Node(val,top);37     }38     //返回頭結點的值39     public Object pop(){40         Object val=top.val;41         if(!top.end()){42             top=top.next;43         }44         return val;45     }46 }

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我們自訂了一個list鏈表，為了使這個鏈表有更好的普遍使用性，我們將鏈表類內部的資料定義為Object類型，這樣我們可以插入String類型資料、int類型資料....。但是這個設計“太泛化”了，你甚至可以“混插”，比如上面的執行結果，int類型的資料和String類型的資料插到了一起，顯然在後續的操作中可能出現錯誤，例如你建立了一個自以為全是int類型的鏈表並對它們求和，但是不小心插入了字串類型的數字"123"，程式編譯也能通過，你以為你的程式是對的，結果啟動並執行時候出錯了！你深受打擊，自掛東南枝，全球電腦行業從此一蹶不振.....

為了防止上面悲劇的發生，我們還是希望錯誤在編譯時間期就能暴露出來，以便將錯誤及時地扼殺與萌芽狀態，泛型設計的一項重大功能體現出來了：提前指定我們的鏈表可以插入什麼樣的資料類型，並由編譯器驗證其類型的正確性！這時，我們可以這樣設計：

 1 public class gen{     2     public static void main(String[] args){ 3         //這裡指定list2中的資料類型為String類型，也就是將T設定為String類型 4         myList2<String> list2=new myList2<String>(); 5         list2.push("hello world"); 6         list2.push("hello code"); 7         //list2.push(23);//編譯時間便會提醒錯誤 8         String s; 9         while((s=list2.pop())!=null){10             System.out.println(s);11         }12     }13 }14 class myList2<T>{15     class Node<U>{16         U val=null;17         Node<U> next=null;18         Node(U val,Node<U> next){19             this.val=val;20             this.next=next;21         }22         Node(){23             val=null;24             next=null;25         }26         boolean end(){27             return val==null && next==null;28         }29     }//這裡將Node中的實值型別設定為U類型，也就是將U傳遞給T30     private Node<T> top=null;31     myList2(){32         top=new Node<T>();33     }34     public void push(T val){35         top=new Node<T>(val,top);36     }37     public T pop(){38         T val=top.val;39         if(!top.end()){40             top=top.next;41         }42         return val;43     }44 }

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當我們不小心執行list2.push(23)時，編譯器在編譯階段就會提醒：你錯啦！於是我們很愉快地就可以將錯誤的代碼修正過來。

Java容器類可以說是Java代碼重用設計的一個重要體現，而Java容器類設計的基礎就是泛型，這就是Java泛型的重要之處。

註：以上代碼設計部分參考自《Thinking In Java》,感謝Bruce Eckel。

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