Java_如何编写自己的泛型类

泛型

泛型，即参数化类型，类似于方法中将变量参数化，泛型是将原来定义的具体的类型参数化。

使用泛型的需求

Java中为什么要使用泛型，是因为泛型使用起来非常之方便，泛型类/方法针对于面向复用的开发。当我们想让一个类/方法同时适配于多种数据类型，这将大大省去我们编写重复代码的时间。

举一个常见的例子说明：

List<Integer> ilist = new ArrayList<Integer>();
List<String>  slist = new ArrayList<String>();

其中List接口以及类ArrayList均使用了泛型，从而可以构造出接收以类型Integer, String为参数的list；
所以下面的add操作中可以用不同类型的变量作为参数（用泛型可以省去重载方法的开销）：

ilist.add(1);
ilist.add(2);
System.out.println(ilist);

slist.add("a");
slist.add("b");
System.out.println(slist);

分别输出为[1, 2] [a, b]

泛型应用场景

可以看到，除了部分底层的实现类，上层的类/抽象类/接口基本都是用泛型实现的，用泛型实现能够很好地进行复用，比如这里的L可以是Employee，Course，Process，从而派生出三个具体子类DutyIntervalSet，CourseIntervalSet，ProcessIntervalSet。

下面我们将以上图为例介绍如何编写一个自己的泛型类。

如何编写自己的泛型类

我们以MultiIntervalSet为例进行分析：
编写面向泛型的类时需要注意以下几点：
①泛型类的声明：需要在类名后加上<L>

public class MultiIntervalSet<L> implements IMultiIntervalSet<L>

②需要用到泛型的地方，全部用L代替

protected final Set<L> elabel = new HashSet<>();
protected final Map<L, List<Interval>> emap = new HashMap<>();

③只能对定义为泛型的变量做一些通用的操作：
对于一个L label的泛型变量label，可以对它进行list.add(label)，set.contains(label)等操作，由于它在具体传入的时候已经变成了一个具体的类。但是想要显式地调用它自己的方法只能调用如下几种（此时感觉label就是一个原始的Object类）：

要小心，不要代入某个具体的类型，调用它特有的方法；
所以这也是泛型的一个局限性，对于通用的操作可以复用，但如果要用到某个具体类的方法，则不能将该类型作为参数传递。

④泛型类中可以有非泛型方法，也可以有非泛型的成员变量。
这点很好理解，泛型类中不一定每个方法都需要用到泛型，用到泛型时才是泛型方法；同时泛型类中当然也可以有具体类型的成员变量。

protected final Set<L> elabel = new HashSet<>();
protected final Map<L, List<Interval>> emap = new HashMap<>();
protected Interval duration;

最后给出一个泛型方法的例子

public boolean remove(L label) {
		if(!elabel.contains(label)) return false;
		else {
			emap.remove(label);
			elabel.remove(label);
			checkRep();
			return true;
		}
	}

总结

总之，写泛型类的时候要保持平常心，将L当作一个普通的类型去编写代码，开始时不要因为觉得L的写法陌生，而不敢对它进行操作，或者不愿意自定义泛型类/方法。

补充介绍：类型通配符

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<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。
①在某些情况下，我们必须使用到类型通配符，否则静态编译时会报错：
比如：重写equals函数时用到instanceof运算符

@Override public boolean equals(Object obj) {
    	if(obj instanceof Edge<L>) {
			Edge<L> e = (Edge<L>)obj;
		//...后续逻辑省略	

编译报错：Cannot perform instanceof check against parameterized type Edge. Use the form Edge<?> instead since further generic type information will be erased at runtime

修改为下图所示，编译通过。

if(obj instanceof Edge<?>) {
			Edge<?> e = (Edge<?>)obj;

②类型通配符还可以用于特定的情形
比如限定类型的上/下限：

List<? extends Number>
限定接收类型的上限为Number，接受Number及其下层子类类型

List<? super Number>
限定接收类型的下限为Number，接受Number及其三层父类类型，如 Object 类型的实例。