泛型(二)

我们知道，使用变量之前要定义，定义一个变量必须要指明它的数据类型，什么样的数据类型赋给什么样的值
加入我们现在要定义一个类来表示坐标，要求坐标，的数据类型可以是整数，小数和字符串，例如:

• x=10,y=10
• x=12.88,y=129.65
• x=”东京180度”,y=”北纬210度”
  针对不同的数据类型，除了借助方法重载，还可以借助自动装箱和向上转型。我们知道，基本数据类型可以自动装箱，被转换成对应的包装类；Object是所有类的祖先类，任何一个类的实例都可以向上转型为Object类型，例如:
• int–>Integer–>Object
• double-Double–>Object
• String–>Object
  这样，只需要定义一个方法，就可以接受所有类型的数据。请看下面的代码:

package weixueyuan;
public class Demo1 
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Point p = new Point();

        p.setX(10);//int-->Integer-->Object
        p.setY(20);
        int x = (Integer)p.getX();//必须向下转型
        int y = (Integer)p.getY();
        System.out.println("This point is: " + x + ", " + y);

        p.setX(25.4);//double-->Double-->Object
        p.setY("东京180度");
        double m = (Double)p.getX();//必须向下转型
        double n = (Double)p.getY();//运行期间抛出异常
        System.out.println("This point is: " + m + ", " + n);
    }
}

class Point
{
    Object x = 0;
    Object y = 0;
    public Object getX() {
        return x;
    }
    public void setX(Object x) {
        this.x = x;
    }
    public Object getY() {
        return y;
    }
    public void setY(Object y) {
        this.y = y;
    }
}

上面的代码中，生成坐标不会有任何问题，但是取出坐标时，要向下转型，向下转型存在着风险，而且编译期间不容易发现，只有在运行期间才会抛出异常，所以要尽量避免使用向下转型。运行上面的代码，会抛出java.lang.ClassException异常。
那么，有没有更好的办法，既可以不使用重载（有重复代码）,又能把风险降到最低呢?
有，可以使用泛型类(Java class),他可以接受任意类型的数据。所谓”泛型”,就是”宽泛的数据类型”,任意的数据类型。
更改上面的代码,使用泛型类:

package weixueyuan;

public class Demo2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //实例化泛型类
        Point<Integer,Integer> p1 = new Point<Integer,Integer>();
        p1.setX(10);
        p1.setY(20);
        int x = p1.getX();
        int y = p1.getY();
        System.out.println("This point is: " + x + ", " + y);

        Point<Double,String> p2 = new Point<Double,String>();
        p2.setX(25.4);
        p2.setY("东京180度");
        double m = p2.getX();
        String n = p2.getY();
        System.out.println("This point is: " + m + ", " + n);
    }
}

//定义泛型类
class Point<T1,T2>
{
    T1 x;
    T2 y;
    public T1 getX() {
        return x;
    }
    public void setX(T1 x) {
        this.x = x;
    }
    public T2 getY() {
        return y;
    }
    public void setY(T2 y) {
        this.y = y;
    }
}

运行结果:
This point is : 10,20
This point is : 25.4,东京180度
与普通类的定义相比，上面的代码在类名后多出了<T1,T2>,T1,T2是自定义的标识符，也是参数，用来传递的类型，而不是数据的值，我们称之为类型参数。在泛型中，不但数据的值可以通过参数传递，数据的类型也可以通过参数传递。T1,T2只是数据类型的占位符，运行时会被替换为真正的数据类型。
传值参数(我们通常所说的参数)有小括号包围，如(int x,double y),类型参数(泛型参数)由尖括号包围，多个参数由逗号分隔，如<T>或<T,E>.
类型参数需要在类名后面给出。一旦给出了类型参数，就可以在类中使用了。类型参数必须是一个合法的标识符，习惯上使用单个大写字母，通常情况下，K表示键，V表示值，E表示异常或错误，T表示一般意义上的数据类型。
泛型类在实例化时必须指出具体的类型，也就是向类型参数传值，格式为:

className variable<dataType1,dataType2> = new className<dataType1,dataType2>();

也可以省略等号右边的数据类型，但是会产生警告，即:

className variable<dataType1,dataType2> = new className();

因为在使用泛型类时指明了数据类型，赋给其他类型的值会抛出异常，既不需要向下转型，也没有潜在的风险，比文本一开始介绍的自动装箱和向上转型要更加实用。
注意:

• 泛型是Java1.5的新增特性，它以c++模板为参照，本质是参数化类型(Parameterized Type)的应用。
• 类型参数只能用来表示引用类型，不能用来表示基本类型，如int,double,char等。但是传递基本类型不会报错，因为它们会自动装箱成对应的包装类。

泛型方法

除了定义泛型类，还可以定义泛型方法，例如，定义一个打印坐标的泛型方法:

package weixueyuan;

public class Demo3
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //实例化泛型类
        Point<Integer,Integer> p1 = new Point<Integer,Integer>();
        p1.setX(10);
        p1.setY(20);
        p1.printPoint(p1.getX(), p1.getY());

        Point<Double,String> p2 = new Point<Double,String>();
        p2.setX(25.4);
        p2.setY("东京180度");
        p2.printPoint(p2.getX(), p2.getY());
    }
}

//定义泛型类
class Point<T1,T2>
{
    T1 x;
    T2 y;
    public T1 getX() {
        return x;
    }
    public void setX(T1 x) {
        this.x = x;
    }
    public T2 getY() {
        return y;
    }
    public void setY(T2 y) {
        this.y = y;
    }

    //定义泛型方法
    public <T3,T4> void printPoint(T3 x,T4 y)
    {
        T3 m = x;
        T4 n = y;
        System.out.println("This point is: " + m + ", " + n);
    }
}

运行结果：
This point is：10, 20
This point is：25.4, 东京180度上面的代码定义了一个泛型方法printPoint(),既有普通参数，也有类型参数，类型参数需要放在修饰符后面，返回值类型前面。一旦定义了类型参数，就可以在参数列表，方法体和返回值类型中使用了。
与使用泛型类不同，使用泛型方法时不必指明参数类型，编译器会根据传递的参数自动查找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。
注意:泛型方法与泛型类没有必然联系，泛型方法有自己的类型参数，在普通类中也可以定义泛型方法。泛型方法printPoint()中的类型参数T1,T2与泛型类Point中的T1,T2没有必然的联系，也可以使用其他的标识符代替:

public static <V1,V2> void printPoint(V1 x,V2 y)
{
    V1 m = x;
    V2 n = y;
    System.out.println("This point is: " + m + ", " + n);
}

泛型接口

在Java中也可以定义泛型接口，这里不再赘述，仅仅给出示例代码:

package weixueyuan;

public class Demo4 
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Info<String> obj = new InfoImp<String>("www.weixueyuan.net");
        System.out.println("Length Of String: " + obj.getVar().length());
    }
}

//定义泛型接口
interface Info<T>
{
    public T getVar();
}

//实现接口
class InfoImp<T> implements Info<T>
{
    private T var;

    //定义泛型构造方法
    public InfoImp(T var)
    {
        this.setVar(var);
    }

    public T getVar() {
        return var;
    }

    public void setVar(T var) {
        this.var = var;
    }
}

运行结果：
Length Of String: 18

类型擦除

如果在使用泛型时没有指明数据类型，那么就会擦除泛型类型，请看下面的代码:

package weixueyuan;

public class Demo5
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Point P = new Point();//类型擦除
        P.setX(10);
        P.setY(20.8);
        int x = (Integer)P.getX();//向下转型
        double y = (Double)P.getY();
        System.out.println("This point is: " + x + ", " + y);
    }

}

class Point<T1, T2>{
    T1 x;
    T2 y;
    public T1 getX() {
        return x;
    }
    public void setX(T1 x) {
        this.x = x;
    }
    public T2 getY() {
        return y;
    }
    public void setY(T2 y) {
        this.y = y;
    }
}

运行结果：
This point is：10, 20.8
因为在使用泛型时没有指明数据类型，为了不出现错误，编译器会将所有数据向上转型Object，所以在取出坐标使用时要向下转型，这与本文一开始不使用泛型没什么两样。

限制泛型的可用类型

在上面的代码中，类型参数可以接受任意的数据类型，只要它是被定义过的。但是，很多时候我们只需要一部分数据类型就够了，用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如，编写一个泛型函数用于返回不同类型数组(Integer数组，Double数组，Character数组等)中的最大值:

public <T> T getMax(T array[])
{
   T max = null;
   for(T element:array)
   {
       max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max;
   }
   return max;
}

上面的代码会报错，doubleValue()是Number类的方法，不是所有的类都有该方法，所以我们要限制类型参数T,让它只能接受Number及其子类(Integer,Double,Character等).
通过extends关键字可以限制泛型的类型，改进上面的代码:

public <T extends Number> T getMax(T array[])
{
    T max = null;
    for(T element : array)
    {
       max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max;
    }
    return max;
}

<T extends Number>表示T只接受Number及其子类，传入其他类型的数据会报错。这里的限定使用关键字extends,后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解T是继承自Number类的类型，或者T是实现XX接口的类型。