Java 泛型-泛型类、泛型方法、泛型接口、通配符、上下限

最新推荐文章于 2024-04-27 07:00:00 发布

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本文深入讲解Java泛型的概念，包括泛型类、泛型方法、泛型接口等，并通过实例展示了如何使用泛型提高代码的复用性和安全性。

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泛型：

一种程序设计语言的新特性，于Java而言，在JDK 1.5开始引入。泛型就是在设计程序的时候定义一些可变部分，在具体使用的时候再给可变部分指定具体的类型。使用泛型比使用Object变量再进行强制类型转换具有更好的安全性和可读性。在Java中泛型主要体现在泛型类、泛型方法和泛型接口中。

泛型类：

当一个类要操作的引用数据类型不确定的时候，可以给该类定义一个形参。用到这个类的时候，通过传递类型参数的形式，来确定要操作的具体的对象类型。在JDK1.5之前，为了提高代码的通用性，通常把类型定义为所有类的父类型：Object，这样做有两大弊端：1. 在具体操作的时候要进行强制类型转换；2. 这样还是指定了类型，还是不灵活，对具体类型的方法未知且不安全。

泛型类的格式：在类名后面声明类型变量<E> ，泛型类可以有多个类型变量，如：public class MyClass<K, V>

什么时候使用泛型类？

只要类中操作的引用数据类型不确定，就可以定义泛型类。通过使用泛型类，可以省去强制类型转换和类型转化异常的麻烦。

泛型类例子：

在这里定义两个类：Teacher 和 Student，定义一个泛型类Util<E>，其中getE()的作用是根据传入的对象，返回具体的对象。在main()方法中，传入具体的类型为Student和Teacher，再进一步操作。

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print ?

public class Generic {
public static void main(String[] args) {
Util<Student> ts = new Util<Student>();
System.out.println(ts.getE(new Student("Student","三年级" ,22)).getGrade());
Util<Teacher> tt = new Util<Teacher>();
System.out.println(tt.getE(new Teacher("Teacher",22)).getName());
}
}
class Util<E>{
public E getE(E e){
return e;
}
}
class Teacher{
String name;
int age;
public Teacher() {
}
public Teacher(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
Some Getter & Setter functions
}
class Student{
String name;
String grade;
int number;
public Student(String name, String grade, int number){
this.name = name;
this.grade = grade;
this.number = number;
}
Some Getter & Setter functions
}

public class Generic {

    public static void main(String[] args) {
          Util<Student> ts = new Util<Student>();
        System.out.println(ts.getE(new Student("Student","三年级" ,22)).getGrade());
        Util<Teacher> tt = new Util<Teacher>();
        System.out.println(tt.getE(new Teacher("Teacher",22)).getName());
        
    }
    
}
class Util<E>{
    public E getE(E e){
        return e;
    }
}

class Teacher{
    String name;
    int age;
    public Teacher() {
    }
    
    public Teacher(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
     Some  Getter & Setter functions
}
class Student{
    String name;
    String grade;
    int number;
    
    public Student(String name, String grade, int number){
        this.name = name;
        this.grade = grade;
        this.number = number;
    }
    Some Getter & Setter functions
    
}

泛型方法：

泛型方法也是为了提高代码的重用性和程序安全性。编程原则：尽量设计泛型方法解决问题，如果设计泛型方法可以取代泛型整个类，应该采用泛型方法。

泛型方法的格式：类型变量放在修饰符后面和返回类型前面，如：public static <E> E getMax(T... in)

泛型方法例子：

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print ?

public class GenericFunc {
public static void main(String[] args) {
print("hahaha");
print(200);
}
public static <T> void print(T t){
System.out.println(t.toString());
}
}

public class GenericFunc {

    public static void main(String[] args) {
        print("hahaha");
        print(200);
    }
    
    public static <T> void print(T t){
        System.out.println(t.toString());
    }

}

泛型接口：

将泛型原理用于接口实现中，就是泛型接口。

泛型接口的格式：泛型接口格式类似于泛型类的格式，接口中的方法的格式类似于泛型方法的格式。

泛型接口例子：

MyInterface.java

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print ?

public interface MyInteface<T> {
public T read(T t);
}

public interface MyInteface<T> {
    public T read(T t);
}

Generic2.java

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print ?

public class Generic2 implements MyInterface<String>{
public static void main(String[] args) {
Generic2 g = new Generic2();
System.out.println(g.read("hahaha"));
}
@Override
public String read(String str) {
return str;
}
}

public class Generic2 implements MyInterface<String>{

    public static void main(String[] args) {
        Generic2 g = new Generic2();
        System.out.println(g.read("hahaha"));
    }

    @Override
    public String read(String str) {
        return str;
    }

}

泛型通配符：

当操作的不同容器中的类型都不确定的时候，而且使用的元素都是从Object类中继承的方法，这时泛型就用通配符“?”来表示。

泛型的通配符：“？” 相当于 “？ extends Object”

泛型通配符例子：

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print ?

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class AllCollectionIterator {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> s1 = new HashSet<String>();
s1.add("sss1");
s1.add("sss2");
s1.add("sss3");
ArrayList<Integer> a1 = new ArrayList<Integer>();
a1.add(1);
a1.add(2);
a1.add(3);
a1.add(4);
printAllCollection(a1);
System.out.println("-------------");
printAllCollection(s1);
}
public static void printAllCollection(Collection<?> c){
Iterator<?> iter = c.iterator();
while (iter.hasNext()) {
System.out.println(iter.next().toString());
}
}
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class AllCollectionIterator {

    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> s1 = new HashSet<String>();
        s1.add("sss1");
        s1.add("sss2");
        s1.add("sss3");
        
        
        ArrayList<Integer> a1 = new ArrayList<Integer>();
        a1.add(1);
        a1.add(2);
        a1.add(3);
        a1.add(4);
        
        printAllCollection(a1);
        System.out.println("-------------");
        printAllCollection(s1);
    }
    
    public static void printAllCollection(Collection<?> c){
        Iterator<?> iter = c.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            System.out.println(iter.next().toString());
            
        }
    }

}

泛型限定：

泛型限定就是对操作的数据类型限定在一个范围之内。限定分为上限和下限。

上限：？ extends E 接收E类型或E的子类型

下限：？ super E 接收E类型或E的父类型

限定用法和泛型方法，泛型类用法一样，在“<>”中表达即可。

一个类型变量或通配符可以有多个限定，多个限定用“&”分隔开，且限定中最多有一个类，可以有多个接口；如果有类限定，类限定必须放在限定列表的最前面。如：T extends MyClass1 & MyInterface1 & MyInterface2

在Collection<E>接口中addAll()就用到泛型限定。

addAll(Collection<? extends E> c)
将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中（可选操作）。

泛型限定的例子：

这个例子的作用是计算最大值。

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print ?

import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;
public class GenericGetMax {
public static void main(String[] args) {
String[] inArrStr = {"haha", "test", "nba", "basketball"};
System.out.println(GetMax.findMax(inArrStr).toString());
Integer[] inArrInt = {11, 33, 2, 100, 101};
System.out.println(GetMax.findMax(inArrInt));
GregorianCalendar[] inArrCal = {
new GregorianCalendar(2016, Calendar.SEPTEMBER, 22),
new GregorianCalendar(2016, Calendar.OCTOBER, 10)};
System.out.println(GetMax.findMax(inArrCal).toZonedDateTime());
}
}
class GetMax {
@SafeVarargs
public static <T extends Comparable> T findMax(T... in) {
T max = in[0];
for (T one : in) {
if (one.compareTo(max) > 0) {
max = one;
}
}
return max;
}
}

import java.util.Calendar;
import java.util.GregorianCalendar;

public class GenericGetMax {

    public static void main(String[] args) {
        String[] inArrStr = {"haha", "test", "nba", "basketball"};
        System.out.println(GetMax.findMax(inArrStr).toString());
        Integer[] inArrInt = {11, 33, 2, 100, 101};
        System.out.println(GetMax.findMax(inArrInt));
        GregorianCalendar[] inArrCal = {
                new GregorianCalendar(2016, Calendar.SEPTEMBER, 22),
                new GregorianCalendar(2016, Calendar.OCTOBER, 10)};
        System.out.println(GetMax.findMax(inArrCal).toZonedDateTime());
    }
}

class GetMax {
    @SafeVarargs
    public static <T extends Comparable> T findMax(T... in) {
        T max = in[0];
        for (T one : in) {
            if (one.compareTo(max) > 0) {
                max = one;
            }
        }

        return max;
    }
}