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5分鐘學會java泛型知識

時間:2016-08-05 16:02:02??來源:Java培訓網??作者:IT培訓網??已有:名學員訪問該課程
標簽(Tag):?? java(710)泛型(8)
所謂泛型:就是允許在定義類、接口指定類型形參,這個類型形參在將在聲明變量、創建對象時確定(即傳入實際的類型參數,也可稱為類型實參)

有人問Java泛型難學嗎,什么是Java泛型呢,今天IT培訓網小編就來給大家詳細介紹下吧,讓大家5分鐘學習Java泛型知識。

什么是泛型?

所謂泛型:就是允許在定義類、接口指定類型形參,這個類型形參在將在聲明變量、創建對象時確定(即傳入實際的類型參數,也可稱為類型實參)

我們知道,使用變量之前要定義,定義一個變量時必須要指明它的數據類型,什么樣的數據類型賦給什么樣的值。

假如我們現在要定義一個類來表示坐標,要求坐標的數據類型可以是整數、小數和字符串,例如:

x = 10、y = 10

x = 12.88、y = 129.65

x = "東京180度"、y = "北緯210度"

針對不同的數據類型,除了借助方法重載,還可以借助自動裝箱和向上轉型。我們知道,基本數據類型可以自動裝箱,被轉換成對應的包裝類;Object 是所有類的祖先類,任何一個類的實例都可以向上轉型為 Object 類型,例如:

int --> Integer --> Object

double -->Double --> Object

String --> Object

這樣,只需要定義一個方法,就可以接收所有類型的數據。請看下面的代碼:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        Point p = new Point();

        p.setX(10);  // int -> Integer -> Object

        p.setY(20);

        int x = (Integer)p.getX();  // 必須向下轉型

        int y = (Integer)p.getY();

        System.out.println("This point is:" + x + ", " + y);

      

        p.setX(25.4);  // double -> Integer -> Object

        p.setY("東京180度");

        double m = (Double)p.getX();  // 必須向下轉型

        double n = (Double)p.getY();  // 運行期間拋出異常

        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;

    }

}

上面的代碼中,生成坐標時不會有任何問題,但是取出坐標時,要向下轉型,在 Java多態對象的類型轉換 一文中我們講到,向下轉型存在著風險,而且編譯期間不容易發現,只有在運行期間才會拋出異常,所以要盡量避免使用向下轉型。運行上面的代碼,第12行會拋出 java.lang.ClassCastException 異常。

那么,有沒有更好的辦法,既可以不使用重載(有重復代碼),又能把風險降到最低呢?

有,可以使用泛型類(Java Class),它可以接受任意類型的數據。所謂“泛型”,就是“寬泛的數據類型”,任意的數據類型。

更改上面的代碼,使用泛型類:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        // 實例化泛型類

        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("東京180度");

        double m = p2.getX();

        String n = p2.getY();

        System.out.println("This point is:" + m + ", " + n);

    }

}

// 定義泛型類

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;

    }

}

運行結果:

This point is:10, 20

This point is:25.4, 東京180度

與普通類的定義相比,上面的代碼在類名后面多出了 <T1, T2>,T1, T2 是自定義的標識符,也是參數,用來傳遞數據的類型,而不是數據的值,我們稱之為類型參數。在泛型中,不但數據的值可以通過參數傳遞,數據的類型也可以通過參數傳遞。T1, T2 只是數據類型的占位符,運行時會被替換為真正的數據類型。

傳值參數(我們通常所說的參數)由小括號包圍,如 (int x, double y),類型參數(泛型參數)由尖括號包圍,多個參數由逗號分隔,如 <T> 或 <T, E>。

類型參數需要在類名后面給出。一旦給出了類型參數,就可以在類中使用了。類型參數必須是一個合法的標識符,習慣上使用單個大寫字母,通常情況下,K 表示鍵,V 表示值,E 表示異常或錯誤,T 表示一般意義上的數據類型。

泛型類在實例化時必須指出具體的類型,也就是向類型參數傳值,格式為:

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

也可以省略等號右邊的數據類型,但是會產生警告,即:

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

因為在使用泛型類時指明了數據類型,賦給其他類型的值會拋出異常,既不需要向下轉型,也沒有潛在的風險,比本文一開始介紹的自動裝箱和向上轉型要更加實用。

注意:

泛型是 Java 1.5 的新增特性,它以C++模板為參照,本質是參數化類型(Parameterized Type)的應用。

類型參數只能用來表示引用類型,不能用來表示基本類型,如  int、double、char 等。但是傳遞基本類型不會報錯,因為它們會自動裝箱成對應的包裝類。

泛型方法

除了定義泛型類,還可以定義泛型方法,例如,定義一個打印坐標的泛型方法:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        // 實例化泛型類

        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("東京180度");

        p2.printPoint(p2.getX(), p2.getY());

    }

}

// 定義泛型類

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;

    }

  

    // 定義泛型方法

    public <T1, T2> void printPoint(T1 x, T2 y){

        T1 m = x;

        T2 n = y;

        System.out.println("This point is:" + m + ", " + n);

    }

}

運行結果:

This point is:10, 20

This point is:25.4, 東京180度

上面的代碼中定義了一個泛型方法 printPoint(),既有普通參數,也有類型參數,類型參數需要放在修飾符后面、返回值類型前面。一旦定義了類型參數,就可以在參數列表、方法體和返回值類型中使用了。

與使用泛型類不同,使用泛型方法時不必指明參數類型,編譯器會根據傳遞的參數自動查找出具體的類型。泛型方法除了定義不同,調用就像普通方法一樣。

注意:泛型方法與泛型類沒有必然的聯系,泛型方法有自己的類型參數,在普通類中也可以定義泛型方法。泛型方法 printPoint() 中的類型參數 T1, T2 與泛型類 Point 中的 T1, T2 沒有必然的聯系,也可以使用其他的標識符代替:

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中也可以定義泛型接口,這里不再贅述,僅僅給出示例代碼:

public class Demo {

    public static void main(String arsg[]) {

        Info<String> obj = new InfoImp<String>("www.weixueyuan.net");

        System.out.println("Length Of String: " + obj.getVar().length());

    }

}

//定義泛型接口

interface Info<T> {

    public T getVar();

}

//實現接口

class InfoImp<T> implements Info<T> {

    private T var;

    // 定義泛型構造方法

    public InfoImp(T var) {

        this.setVar(var);

    }

    public void setVar(T var) {

        this.var = var;

    }

    public T getVar() {

        return this.var;

    }

}

運行結果:

Length Of String: 18

類型擦除

如果在使用泛型時沒有指明數據類型,那么就會擦除泛型類型,請看下面的代碼:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        Point p = new Point();  // 類型擦除

        p.setX(10);

        p.setY(20.8);

        int x = (Integer)p.getX();  // 向下轉型

        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;

    }

}

運行結果:

This point is:10, 20.8

因為在使用泛型時沒有指明數據類型,為了不出現錯誤,編譯器會將所有數據向上轉型為 Object,所以在取出坐標使用時要向下轉型,這與本文一開始不使用泛型沒什么兩樣。

限制泛型的可用類型

在上面的代碼中,類型參數可以接受任意的數據類型,只要它是被定義過的。但是,很多時候我們只需要一部分數據類型就夠了,用戶傳遞其他數據類型可能會引起錯誤。例如,編寫一個泛型函數用于返回不同類型數組(Integer 數組、Double 數組、Character 數組等)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;

}

上面的代碼會報錯,doubleValue() 是 Number 類的方法,不是所有的類都有該方法,所以我們要限制類型參數 T,讓它只能接受 Number 及其子類(Integer、Double、Character 等)。

通過 extends 關鍵字可以限制泛型的類型,改進上面的代碼:

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 及其子類,傳入其他類型的數據會報錯。這里的限定使用關鍵字 extends,后面可以是類也可以是接口。但這里的 extends 已經不是繼承的含義了,應該理解為 T 是繼承自 Number 類的類型,或者 T 是實現了 XX 接口的類型。

注意:一般的應用開發中泛型使用較少,多用在框架或者庫的設計中,這里不再深入講解,主要讓大家對泛型有所認識,為后面的教程做鋪墊。

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Java教程
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