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java類型參數的范圍和泛型通配符詳解

時間:2016-08-05 16:11:03??來源:Java培訓網??作者:IT培訓網??已有:名學員訪問該課程
在Java泛型中,如果不對類型參數加以限制,它就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。

大家是否想要快點的了解通配符呢,不急,我們先來學習下如何限制類型參數的范圍,再講解通配符(?)吧,正所謂心急吃不了熱豆腐,慢慢學習吧!

類型參數的范圍

在泛型中,如果不對類型參數加以限制,它就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 類及其子類的方法,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的上限,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。如果是類,只能有一個;但是接口可以有多個,并以“&”分隔,例如 <T extends Interface1 & Interface2>。

這里的 extends 關鍵字已不再是繼承的含義了,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。

通配符(?)

上一節的例子中提到要定義一個泛型類來表示坐標,坐標可以是整數、小數或字符串,請看下面的代碼:

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;

    }

}

現在要求在類的外部定義一個 printPoint() 方法用于輸出坐標,怎么辦呢?

可以這樣來定義方法:

public void printPoint(Point p){

    System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());

}

我們知道,如果在使用泛型時沒有指名具體的數據類型,就會擦除泛型類型,并向上轉型為 Object,這與不使用泛型沒什么兩樣。上面的代碼沒有指明數據類型,相當于:

public void printPoint(Point<Object, Object> p){

    System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());

}

為了避免類型擦除,可以使用通配符(?):

public void printPoint(Point<?, ?> p){

    System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());

}

通配符(?)可以表示任意的數據類型。將代碼補充完整:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>();

        p1.setX(10);

        p1.setY(20);

        printPoint(p1);

     

        Point<String, String> p2 = new Point<String, String>();

        p2.setX("東京180度");

        p2.setY("北緯210度");

        printPoint(p2);

    }

       public static void printPoint(Point<?, ?> p){  // 使用通配符

        System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY());

    }

}

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: 東京180度, 北緯210度

但是,數字坐標與字符串坐標又有區別:數字可以表示x軸或y軸的坐標,字符串可以表示地球經緯度。現在又要求定義兩個方法分別處理不同的坐標,一個方法只能接受數字類型的坐標,另一個方法只能接受字符串類型的坐標,怎么辦呢?

這個問題的關鍵是要限制類型參數的范圍,請先看下面的代碼:

public class Demo {

    public static void main(String[] args){

        Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>();

        p1.setX(10);

        p1.setY(20);

        printNumPoint(p1);

     

        Point<String, String> p2 = new Point<String, String>();

        p2.setX("東京180度");

        p2.setY("北緯210度");

        printStrPoint(p2);

    }

       // 借助通配符限制泛型的范圍

    public static void printNumPoint(Point<? extends Number, ? extends Number> p){

        System.out.println("x: " + p.getX() + ", y: " + p.getY());

    }

       public static void printStrPoint(Point<? extends String, ? extends String> p){

        System.out.println("GPS: " + p.getX() + "," + p.getY());

    }

}

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:

x: 10, y: 20

GPS: 東京180度,北緯210度

? extends Number 表示泛型的類型參數只能是 Number 及其子類,? extends String 也一樣,這與定義泛型類或泛型方法時限制類型參數的范圍類似。

不過,使用通配符(?)不但可以限制類型的上限,還可以限制下限。限制下限使用 super 關鍵字,例如 <? super Number> 表示只能接受 Number 及其父類。

注意:一般的項目中很少會去設計泛型,這里主要是讓讀者學會如何使用,為后面的教程做鋪墊。

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