原文:http://www.weixueyuan.net/view/6321.html
(整理成MarkDown格式,重溫下java基礎)
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 = 10x = 12.88、y = 129.65x = “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 –> Objectdouble –>Double –> ObjectString –> 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.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。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: 復制純文本新窗口
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: 復制純文本新窗口
public static <V1, V2> void printPoint(V1 x, V2 y){ V1 m = x; V2 n = y; System.out.println("This point is:" + m + ", " + n);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: 復制純文本新窗口
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
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。
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: 復制純文本新窗口
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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