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Java Genrics 是 Java 5 中引入的最重要的功能之一。
如果您一直在使用Java Collections并使用版本 5 或更高版本,那么我確定您已經(jīng)使用過它。
Java 中具有集合類的泛型非常容易,但是它提供了比僅創(chuàng)建集合類型更多的功能。
我們將在本文中嘗試學(xué)習(xí)泛型的功能。如果我們使用專業(yè)術(shù)語,對泛型的理解有時會變得混亂,因此,我將盡量保持其簡單易懂。
Java 5 中添加了泛型,以提供編譯時類型檢查,并消除了ClassCastException使用集合類時常見的風(fēng)險。整個收集框架都進行了重寫,以使用泛型進行類型安全。讓我們看看泛型如何幫助我們安全地使用集合類。
List list = new ArrayList();
list.add("abc");
list.add(new Integer(5));
for(Object obj : list){
String str=(String) obj;
}
上面的代碼可以很好地編譯,但是在運行時會引發(fā)ClassCastException,因為我們試圖將列表中的對象強制轉(zhuǎn)換為String,而其中一個元素是Integer類型。在Java 5之后,我們使用如下收集類。
List<String> list1 = new ArrayList<String>(); // java 7 ? List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add("abc");
//list1.add(new Integer(5)); //編譯錯誤
for(String str : list1){
//no type casting needed, avoids ClassCastException
}
請注意,在創(chuàng)建列表時,我們已指定列表中元素的類型為String。因此,如果我們嘗試在列表中添加任何其他類型的對象,則該程序?qū)⒁l(fā)編譯時錯誤。還要注意,在循環(huán)中中,我們不需要列表中元素的類型轉(zhuǎn)換,因此在運行時刪除了ClassCastException。
我們可以使用泛型類型定義自己的類。泛型類型是通過類型進行參數(shù)化的類或接口。我們使用尖括號(<>)來指定類型參數(shù)。
為了了解其好處,我們假設(shè)有一個簡單的類:
package com.journaldev.generics;
public class GenericsTypeOld {
private Object t;
public Object get() {
return t;
}
public void set(Object t) {
this.t = t;
}
public static void main(String args[]){
GenericsTypeOld type = new GenericsTypeOld();
type.set("Pankaj");
String str = (String) type.get(); //type casting, error prone and can cause ClassCastException
}
}
請注意,在使用此類時,我們必須使用類型轉(zhuǎn)換,并且它可以在運行時產(chǎn)生ClassCastException?,F(xiàn)在,我們將使用Java通用類替換如下所示的相同類。
package com.journaldev.generics;
public class GenericsType<T> {
private T t;
public T get(){
return this.t;
}
public void set(T t1){
this.t=t1;
}
public static void main(String args[]){
GenericsType<String> type = new GenericsType<>();
type.set("Pankaj"); //valid
GenericsType type1 = new GenericsType(); //raw type
type1.set("Pankaj"); //valid
type1.set(10); //valid and autoboxing support
}
}
注意main方法中GenericsType類的使用。我們不需要進行類型轉(zhuǎn)換,并且可以在運行時刪除ClassCastException。如果我們在創(chuàng)建時未提供類型,則編譯器將發(fā)出警告,“ GenericsType是原始類型。
泛型類型GenericsType 的引用應(yīng)參數(shù)化”。當(dāng)我們不提供類型時,該類型就變成了類型Object,因此它允許String和Integer對象。但是,我們應(yīng)始終嘗試避免這種情況,因為在處理可能產(chǎn)生運行時錯誤的原始類型時,我們必須使用類型轉(zhuǎn)換。
還要注意,它支持Java自動裝箱。
Comparable接口是接口中泛型的一個很好的例子,它寫為:
package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
public int compareTo(T o);
}
以類似的方式,我們可以在Java中創(chuàng)建通用接口。我們也可以像Map界面具有多個類型參數(shù)。同樣,我們也可以為參數(shù)化類型提供參數(shù)化值,例如new HashMap<String, List<String>>();有效。
Java通用類型命名約定可以幫助我們輕松理解代碼,并且具有命名約定是Java編程語言的最佳實踐之一。因此,泛型也帶有自己的命名約定。通常,類型參數(shù)名稱是單個大寫字母,以可以實現(xiàn)與Java變量區(qū)分開。最常用的類型參數(shù)名稱為:
有時我們不希望整個類都被參數(shù)化,在這種情況下,我們可以創(chuàng)建java泛型方法。由于構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的方法,因此我們也可以在構(gòu)造函數(shù)中使用泛型類型。
這是一個顯示Java泛型方法示例的類。
package com.journaldev.generics;
public class GenericsMethods {
//Java Generic Method
public static <T> boolean isEqual(GenericsType<T> g1, GenericsType<T> g2){
return g1.get().equals(g2.get());
}
public static void main(String args[]){
GenericsType<String> g1 = newGenericsType<>();
g1.set("Pankaj");
GenericsType<String> g2 = new GenericsType<>();
g2.set("Pankaj");
boolean isEqual = GenericsMethods.<String>isEqual(g1, g2);
//above statement can be written simply as
isEqual = GenericsMethods.isEqual(g1, g2);
//This feature, known as type inference, allows you to invoke a generic method as an ordinary method, without specifying a type between angle brackets.
//Compiler will infer the type that is needed
}
}
注意的isEqual方法簽名顯示了在方法中使用泛型類型的語法。另外,請注意如何在我們的Java的程序中使用這些方法。我們可以在調(diào)用這些方法時指定類型,也可以像普通方法一樣調(diào)用它們。Java編譯器足夠聰明,可以確定要使用的變量的類型,這種功能稱為類型變量。
假設(shè)我們要限制可以在參數(shù)化類型中使用的對象的類型,例如在比較兩個對象的方法中,并且我們要確保接受的對象是可比較的。要聲明一個有界的類型參數(shù),請列出類型參數(shù)的名稱,然后列出擴展關(guān)鍵字,再加上其上限,以下下面的方法。
public static <T extends Comparable<T>> int compare(T t1, T t2){
return t1.compareTo(t2);
}
這些方法的調(diào)用與***方法類似,不同之處在于,如果我們嘗試使用任何非Comparable的類,則引發(fā)編譯時錯誤。
綁定類型參數(shù)可以與方法以及類和接口一起使用。
Java泛型也支持多個范圍,即。在這種情況下,A可以是接口或類。如果A是類,則B和C應(yīng)該是接口。在多個范圍內(nèi),我們不能有多個類。
我們知道,如果A是B的子類,則Java繼承允許我們將變量A分配給另一個變量B。因此,我們可能認(rèn)為可以將A的任何泛型類型分配給B的泛型類型,但事實并非如此。讓我們用一個簡單的程序看看。
package com.journaldev.generics;
public class GenericsInheritance {
public static void main(String[] args) {
String str = "abc";
Object obj = new Object();
obj=str; // works because String is-a Object, inheritance in java
MyClass<String> myClass1 = new MyClass<String>();
MyClass<Object> myClass2 = new MyClass<Object>();
//myClass2=myClass1; // compilation error since MyClass<String> is not a MyClass<Object>
obj = myClass1; // MyClass<T> parent is Object
}
public static class MyClass<T>{}
}
我們永久將MyClass 變量分配給MyClass 變量,因為它們不相關(guān),實際上MyClass 的父對象是Object。
我們可以通過擴展或?qū)崿F(xiàn)來泛型一個通用類或接口。一個類或接口的類型參數(shù)與另一類或接口的類型參數(shù)之間的關(guān)系由extend和實現(xiàn)子句確定。
例如,ArrayList 實現(xiàn)了擴展Collection 的List ,因此ArrayList 是List 的子類型,而List 是Collection 的子類型。
只要不更改type參數(shù),子類型關(guān)系就會保留,下面顯示了多個type參數(shù)的示例。
interface MyList<E,T> extends List<E>{
}
List 的子類型可以是MyList ,MyList 等。
問號(?)是泛型中的通配符,表示未知類型。通配符可以用作參數(shù),字段或局部變量的類型,有時還可以用作返回類型。在調(diào)用通用方法或?qū)嵗ㄓ妙悤r,不能使用通配符。在以下各節(jié)中,我們將學(xué)習(xí)上界通配符,下界通配符和通配符捕獲。
上限通配符用于在方法中放寬對變量類型的限制。假設(shè)我們要編寫一個將返回列表中數(shù)字總和的方法,那么我們的實現(xiàn)將是這樣的。
現(xiàn)在,上述實現(xiàn)的問題在于它不適用于Integers或Doubles,因為我們知道List 和List 不相關(guān),這在使用高層通配符時很有用。我們將通用通配符與extends關(guān)鍵字和上級類或接口一起使用,這將允許我們傳遞上級子類類型的參數(shù)。
public static double sum(List<Number> list){
double sum = 0;
for(Number n : list){
sum += n.doubleValue();
}
return sum;
}
可以像下面的程序一樣修改上面的實現(xiàn)。
package com.journaldev.generics;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class GenericsWildcards {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> ints = new ArrayList<>();
ints.add(3); ints.add(5); ints.add(10);
double sum = sum(ints);
System.out.println("Sum of ints="+sum);
}
public static double sum(List<? extends Number> list){
double sum = 0;
for(Number n : list){
sum += n.doubleValue();
}
return sum;
}
}
就像按照接口編寫代碼一樣,在上述方法中,我們可以使用上限類號碼的所有方法。請注意,對于上界列表,除空之外,我們不允許將任何對象添加到列表中。如果我們嘗試在sum方法內(nèi)將元素添加到列表中,則該程序?qū)o法編譯。
有時,我們希望通用方法適用于所有類型,在這種情況下,可以使用***通配符。與使用<?extends Object>。
public static void printData(List<?> list){
for(Object obj : list){
System.out.print(obj + "::");
}
}
我們可以為PrintData方法提供List 或List 或任何其他類型的Object列表參數(shù)。與上限列表類似,我們可以在列表中添加任何內(nèi)容。
假設(shè)我們要在方法中將整體添加到整數(shù)列表中,我們可以將參數(shù)類型保持為List,但可以與Integers捆綁在一起,而List 和List 也可以容納整數(shù),因此我們可以使用下限通配符來實現(xiàn)。我們使用超級關(guān)鍵字和下限類的泛型通配符(?)來實現(xiàn)此目的。
我們可以傳遞下界或下界的任何超類型作為參數(shù),在這種情況下,java編譯器允許將下界對象類型添加到列表中。
public static void addIntegers(List<? super Integer> list){
list.add(new Intege(50));
}
List<? extends Integer> intList = new ArrayList<>();
List<? extends Number> numList = intList; // OK. List<? extends Integer> is a subtype of List<? extends Number>
添加了Java泛型以在編譯時提供類型檢查,并且在運行時沒有使用,因此Java編譯器使用類型更改功能刪除字節(jié)碼中的所有泛型類型檢查代碼,并在必要時插入類型轉(zhuǎn)換。類型定義可確保不會為參數(shù)化類型創(chuàng)建新的類;因此,泛型不會產(chǎn)生運行時浪費。
例如,如果我們有如下通用類;
public class Test<T extends Comparable<T>> {
private T data;
private Test<T> next;
public Test(T d, Test<T> n) {
this.data = d;
this.next = n;
}
public T getData() { return this.data; }
}
Java編譯器用第一個綁定接口Comparable替換有界類型參數(shù)T,如下代碼:
public class Test {
private Comparable data;
private Test next;
public Node(Comparable d, Test n) {
this.data = d;
this.next = n;
}
public Comparable getData() { return data; }
}
泛型提供了強大的編譯時類型檢查,并降低了ClassCastException和顯式對象轉(zhuǎn)換的風(fēng)險。
我們使用創(chuàng)建通用類,接口和方法。我們在使用T時將其替換為實際類型。
通用代碼可確保類型安全。編譯器使用類型預(yù)先在編譯時刪除所有類型參數(shù),以減少運行時的重載。
這是所有的Java泛型,Java泛型是非常龐大的,需要大量的時間來了解和有效地使用它。本文提供了泛型的基本細(xì)節(jié),以及如何使用泛型來擴展程序的類型安全性。
網(wǎng)頁名稱:Java泛型示例-泛型方法,類,接口
網(wǎng)頁URL:http://aaarwkj.com/article14/igsdge.html
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