泛型定义
泛型是Java SE 1.5的新特性,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。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 Java语言引入泛型的好处是安全简单。
用来实现参数的“任意化”,“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换,而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况,编译器可能不提示错误,在运行的时候才出现异常,这是一个安全隐患。
泛型的好处是在编译的时候检查类型安全,并且所有的强制转换都是自动和隐式的,以提高代码的重用率。
泛型规则限制
1、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;
2、同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的;
3、泛型的类型参数可以有多个;
4、泛型的参数类型可以使用extends、super语句,例如。习惯上称为“有界类型“;
5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
示例对比
有这样一个需求:定义矩形对象,使矩形对象的宽度、高度既可以支持整形又可以支持字符串类型(例子可能不太恰当~~)。在不使用泛型的情况下,我们可能会定义两个类,一个类支持整形参数,另一个类支持字符串类型参数,如下:
类一:
package com.ips.volatiles.demo1;
public class RectangleInteger {
private Integer width;
private Integer height;
public RectangleInteger(Integer width, Integer height){
this.width = width;
this.height = height;
}
public Integer getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(Integer width) {
this.width = width;
}
public Integer getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(Integer height) {
this.height = height;
}
public void showDetails(){
System.out.println("the rectangle, width is " + this.width + " height is " + this.height);
}
public static void main(String [] args){
Integer width = 10;
Integer height = 5;
RectangleInteger rect = new RectangleInteger(width, height);
width = rect.getWidth();
height = rect.getHeight();
rect.showDetails();
}
}
类二:
package com.ips.volatiles.demo1;
public class RectangleString {
private String width;
private String height;
public RectangleString(String width, String height){
this.width = width;
this.height = height;
}
public String getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(String width) {
this.width = width;
}
public String getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(String height) {
this.height = height;
}
public void showDetails(){
System.out.println("the rectangle, width is " + this.width + " height is " + this.height);
}
public static void main(String [] args){
String width = "20";
String height = "40";
RectangleString rect = new RectangleString(width, height);
width = rect.getWidth();
height = rect.getHeight();
rect.showDetails();
}
}
类三(泛型方式定义):
package com.ips.volatiles.demo1;
public class Rectangle<T> {
private T width;
private T height;
public Rectangle(T width, T height){
this.width = width;
this.height = height;
}
public T getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(T width) {
this.width = width;
}
public T getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(T height) {
this.height = height;
}
public void showDetails(){
System.out.println("the rectangle, width is " + this.width + " height is " + this.height);
}
public static void main(String [] args){
Integer width = 10;
Integer height = 5;
Rectangle<Integer> rect = new Rectangle<Integer>(width, height);
width = rect.getWidth();
height = rect.getHeight();
rect.showDetails();
String widthStr = "20";
String heightStr = "40";
Rectangle<String> rect1 = new Rectangle<String>(widthStr, heightStr);
widthStr = rect1.getWidth();
heightStr = rect1.getHeight();
rect1.showDetails();
}
}
泛型类
单参数泛型类:
public class Rectangle<T> {
private T width;
private T height;
public Rectangle(T width, T height){
this.width = width;
this.height = height;
}
public T getWidth() {
return width;
}
public void setWidth(T width) {
this.width = width;
}
public T getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(T height) {
this.height = height;
}
public static void main(String [] args){
Integer width = 10;
Integer height = 5;
Rectangle<Integer> rect = new Rectangle<Integer>(width, height);
String widthStr = "20";
String heightStr = "40";
Rectangle<String> rect1 = new Rectangle<String>(widthStr, heightStr);
}
}
通过public class Rectangle<T> {}
定义泛型类,在实例化该类时,必须指明泛型T的具体类型,例如:Rectangle<String> rectangle = new Rectangle<String>();
,指明泛型T的类型为String。
多参数泛型类:
public class Container<K, V> {
private K key;
private V value;
public Container(K k, V v) {
key = k;
value = v;
}
public K getKey() {
return key;
}
public void setKey(K key) {
this.key = key;
}
public V getValue() {
return value;
}
public void setValue(V value) {
this.value = value;
}
public static void main(String[] args) {
Container<String, String> c1 = new Container<String, String>("name", "Messi");
Container<String, Integer> c2 = new Container<String, Integer>("age", 30);
Container<String, Double> c3 = new Container<String, Double>("height", 1.78);
System.out.println(c1.getKey() + " : " + c1.getValue());
System.out.println(c2.getKey() + " : " + c2.getValue());
System.out.println(c3.getKey() + " : " + c3.getValue());
}
}
通过public class Container<K, V> {}
定义泛型类,在实例化该类时,必须指明泛型K、V的具体类型,例如:Container<String, String> c1 = new Container<String, String>("name", "Messi");
,指明泛型K的类型为String,泛型V的类型为String。
泛型接口
public interface Calculator<T> {
public T and(T a, T b);
}
public class CalculatorInteger implements Calculator<Integer>{
public Integer and(Integer a, Integer b){
return a + b;
}
public static void main(String[] args) {
CalculatorInteger ci = new CalculatorInteger();
Integer val = ci.and(10, 20);
System.out.println(val);
}
}
public class CalculatorString implements Calculator<String>{
public String and(String a, String b){
return a + b;
}
public static void main(String[] args) {
CalculatorString ci = new CalculatorString();
String val = ci.and("10", "20");
System.out.println(val);
}
}
通过public interface Calculator<T> {}
定义泛型接口,在实现该接口时,必须指明泛型T的具体类型,例如:public class CalculatorInteger implements Calculator<Integer>{}
,指明泛型T的类型为Integer,实例化该类时无需制定泛型类型。
泛型方法
public class Generic {
public <T> T getObject(Class<T> c){
T t = null;
try {
t = c.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return t;
}
public static void main(String [] args){
try {
Generic generic = new Generic();
Object obj = generic.getObject(Class.forName("com.ips.volatiles.demo2.Generic"));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
泛型方法说明:
在调用泛型方法的时候,在不指定泛型的情况下,泛型变量的类型为该方法中的几种类型的同一个父类的最小级,直到Object。在指定泛型的时候,该方法中的几种类型必须是该泛型实例类型或者其子类。
在初始化泛型类的时候,不指定泛型的时候,泛型的类型为Object,就比如ArrayList中,如果不指定泛型,那么这个ArrayList中可以放任意类型的对象。
在java泛型中,? 表示通配符,代表未知类型,< ? extends Object>表示上边界限定通配符,< ? super Object>表示下边界限定通配符。
通配符 与 T 的区别
T:作用于模板上,用于将数据类型进行参数化,不能用于实例化对象。
?:在实例化对象的时候,不确定泛型参数的具体类型时,可以使用通配符进行对象定义。
< T > 等同于 < T extends Object>
< ? > 等同于 < ? extends Object>
例一:定义泛型类,将key,value的数据类型进行< K, V >参数化,而不可以使用通配符。
public class Container<K, V> {
private K key;
private V value;
public Container(K k, V v) {
key = k;
value = v;
}
}
例二:实例化泛型对象,我们不能够确定eList存储的数据类型是Integer
还是Long
,因此我们使用List<? extends Number>
定义变量的类型。
List<? extends Number> eList = null;
eList = new ArrayList<Integer>();
eList = new ArrayList<Long>();
上界类型通配符(? extends)
List<? extends Number> eList = null;
eList = new ArrayList<Integer>();
Number numObject = eList.get(0); //语句1,正确
//Type mismatch: cannot convert from capture#3-of ? extends Number to Integer
Integer intObject = eList.get(0); //语句2,错误
//The method add(capture#3-of ? extends Number) in the type List<capture#3-of ? extends Number> is not applicable for the arguments (Integer)
eList.add(new Integer(1)); //语句3,错误
语句1:List<? extends Number>
eList存放Number及其子类的对象,语句1取出Number(或者Number子类)对象直接赋值给Number类型的变量是符合java规范的。
语句2:List<? extends Number>
eList存放Number及其子类的对象,语句2取出Number(或者Number子类)对象直接赋值给Integer类型(Number子类)的变量是不符合java规范的。
语句3:List<? extends Number>
eList不能够确定实例化对象的具体类型,因此无法add具体对象至列表中,可能的实例化对象如下。
eList = new ArrayList<Integer>();
eList = new ArrayList<Long>();
eList = new ArrayList<Float>();
总结:上界类型通配符add方法受限,但可以获取列表中的各种类型的数据,并赋值给父类型(extends Number)的引用。因此如果你想从一个数据类型里获取数据,使用 ? extends 通配符。限定通配符总是包括自己。
下界类型通配符(? super )
List<? super Integer> sList = null;
sList = new ArrayList<Number>();
//Type mismatch: cannot convert from capture#5-of ? super Integer to Number
Number numObj = sList.get(0); //语句1,错误
//Type mismatch: cannot convert from capture#6-of ? super Integer to Integer
Integer intObj = sList.get(0); //语句2,错误
sList.add(new Integer(1)); //语句3,正确
语句1:List<? super Integer>
无法确定sList中存放的对象的具体类型,因此sList.get
获取的值存在不确定性,子类对象的引用无法赋值给兄弟类的引用,父类对象的引用无法赋值给子类的引用,因此语句错误。
语句2:同语句1。
语句3:子类对象的引用可以赋值给父类对象的引用,因此语句正确。
总结:下界类型通配符get方法受限,但可以往列表中添加各种数据类型的对象。因此如果你想把对象写入一个数据结构里,使用 ? super 通配符。限定通配符总是包括自己。
总结
- 限定通配符总是包括自己
- 上界类型通配符:add方法受限
- 下界类型通配符:get方法受限
- 如果你想从一个数据类型里获取数据,使用 ? extends 通配符
- 如果你想把对象写入一个数据结构里,使用 ? super 通配符
- 如果你既想存,又想取,那就别用通配符
- 不能同时声明泛型通配符上界和下界