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Java泛型深入研究
实际上泛型可以用得很复杂,复杂到编写代码的人员自己也难以看懂。
这往往是对泛型的滥用或者类或接口本身设计不合理导致的。
看来用好泛型还真不容易,为此必须从根源说起。
一、逐渐深入泛型
1、没有任何重构的原始代码:
有两个类如下,要构造两个类的对象,并打印出各自的成员x。
publicclassStringFoo{
privateStringx;
publicStringFoo(Stringx){
this.x=x;
}
publicStringgetX(){
returnx;
}
publicvoidsetX(Stringx){
this.x=x;
}
}
publicclassDoubleFoo{
privateDoublex;
publicDoubleFoo(Doublex){
this.x=x;
}
publicDoublegetX(){
returnx;
}
publicvoidsetX(Doublex){
this.x=x;
}
}
以上的代码是在无聊,就不写如何实现了。
2、对上面的两个类进行重构,写成一个类:
因为上面的类中,成员和方法的逻辑都一样,就是类型不一样,因此考虑重构。
Object是所有类的父类,因此可以考虑用Object做为成员类型,这样就可以实现通用了,实际上就是“Object泛型”,暂时这么称呼。
publicclassObjectFoo{
privateObjectx;
publicObjectFoo(Objectx){
this.x=x;
}
publicObjectgetX(){
returnx;
}
publicvoidsetX(Objectx){
this.x=x;
}
}
写出Demo方法如下:
publicclassObjectFooDemo{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
ObjectFoostrFoo=newObjectFoo("HelloGenerics!
");
ObjectFoodouFoo=newObjectFoo(newDouble("33"));
ObjectFooobjFoo=newObjectFoo(newObject());
System.out.println("strFoo.getX="+(String)strFoo.getX());
System.out.println("douFoo.getX="+(Double)douFoo.getX());
System.out.println("objFoo.getX="+(Object)objFoo.getX());
}
}
运行结果如下:
strFoo.getX=HelloGenerics!
douFoo.getX=33.0
objFoo.getX=java.lang.Object@19821f
解说:
在Java5之前,为了让类有通用性,往往将参数类型、返回类型设置为Object类型,当获取这些返回类型来使用时候,必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口,然后才可以调用对象上的方法。
3、Java5泛型来实现
强制类型转换很麻烦,我还要事先知道各个Object具体类型是什么,才能做出正确转换。
否则,要是转换的类型不对,比如将“HelloGenerics!
”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错,可是运行的时候就挂了。
那有没有不强制转换的办法----有,改用Java5泛型来实现。
publicclassGenericsFoo
privateTx;
publicGenericsFoo(Tx){
this.x=x;
}
publicTgetX(){
returnx;
}
publicvoidsetX(Tx){
this.x=x;
}
}
publicclassGenericsFooDemo{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
GenericsFoo
");
GenericsFoo
GenericsFoo
System.out.println("strFoo.getX="+strFoo.getX());
System.out.println("douFoo.getX="+douFoo.getX());
System.out.println("objFoo.getX="+objFoo.getX());
}
}
运行结果:
strFoo.getX=HelloGenerics!
douFoo.getX=33.0
objFoo.getX=java.lang.Object@19821f
和使用“Object泛型”方式实现结果的完全一样,但是这个Demo简单多了,里面没有强制类型转换信息。
下面解释一下上面泛型类的语法:
使用
当然T仅仅是个名字,这个名字可以自行定义。
classGenericsFoo
与Object泛型类相比,使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候,可以使用“<实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。
类如
GenericsFoo
当然,也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型,但是你在使用该对象的时候,就需要强制转换了。
比如:
GenericsFoodouFoo=newGenericsFoo(newDouble("33"));
实际上,当构造对象时不指定类型信息的时候,默认会使用Object类型,这也是要强制转换的原因。
二、泛型的高级应用
1、限制泛型的可用类型
在上面的例子中,由于没有限制classGenericsFoo
限制比如我们要限制T为集合接口类型。
只需要这么做:
classGenericsFoo
注意:
但这里的extends已经不是继承的含义了,应该理解为T类型是实现Collection接口的类型,或者T是继承了XX类的类型。
下面继续对上面的例子改进,我只要实现了集合接口的类型:
publicclassCollectionGenFoo
privateTx;
publicCollectionGenFoo(Tx){
this.x=x;
}
publicTgetX(){
returnx;
}
publicvoidsetX(Tx){
this.x=x;
}
}
实例化的时候可以这么写:
publicclassCollectionGenFooDemo{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
CollectionGenFoo
listFoo=newCollectionGenFoo
//出错了,不让这么干。
// CollectionGenFoo
// listFoo=newCollectionGenFoo
System.out.println("实例化成功!
");
}
}
当前看到的这个写法是可以编译通过,并运行成功。
可是注释掉的两行加上就出错了,因为
别急,泛型针对这种情况还有更好的解决方案,那就是“通配符泛型”。
2、通配符泛型
为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点,引入了“通配符泛型”,针对上面的例子,使用通配泛型格式为
extendsCollection>,“?
”代表未知类型,这个类型是实现Collection接口。
那么上面实现的方式可以写为:
publicclassCollectionGenFooDemo{
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
CollectionGenFoo
listFoo=newCollectionGenFoo
//现在不会出错了
CollectionGenFoo
extendsCollection>listFoo1=null;
listFoo=newCollectionGenFoo
System.out.println("实例化成功!
");
}
}
注意:
1、如果只指定了
>,而没有extends,则默认是允许Object及其下的任何Java类了。
也就是任意类。
2、通配符泛型不单可以向下限制,如
extendsCollection>,还可以向上限制,如
superDouble>,表示类型只能接受Double及其上层父类类型,如Number、Object类型的实例。
3、泛型类定义可以有多个泛型参数,中间用逗号隔开,还可以定义泛型接口,泛型方法。
这些都泛型类中泛型的使用规则类似。
三、泛型的综合运用实例(代码参考java参考大全,有改动)
publicclassAvgGen
publicAvgGen(){
}
publicdoublegetAvg(T[]arr){
doublesum=0.0;
for(inti=0;i sum=sum+arr[i].doubleValue(); } returnsum/arr.length; } publicstaticvoidmain(String[]args){ //整形数组求均值 System.out.println("整形数组{1,3}求均值: "); Integer[]intArr={1,3}; AvgGen doubleintavg=intObj.getAvg(intArr); System.out.println(intavg); System.out.println(); //浮点型数组求均值 System.out.println("浮点型数组{1.1f,2.9f}求均值: "); Float[] fArr={1.1f,2.9f}; AvgGen doublefavg=fObj.getAvg(fArr); System.out.println(favg); } } /** *CreatedbyIntelliJIDEA. *User: leizhimin *Date: 2007-9-18 *Time: 11: 08: 14 *使用通配符泛型参数: 泛型参数是可变的,可在运行时来确定。 */ publicclassAvgCompGen privateT[]arr; /** *构造函数 *@paramarr */ publicAvgCompGen(T[]arr){ this.arr=arr; } /** *求数组均值 *@return数组均值 */ publicdoublegetAvg(){ doublesum=0.0; for(inti=0;i sum+=arr[i].doubleValue(); } returnsum/arr.length; } /** *比较数组均值是否相等(使用通配符泛型参数) *AvgCompGen >表示可以匹配任意的AvgCompGen对象,有点类似Object * *@paramx目标对象 *@return均值是否相等 */ publicbooleansameAvg(AvgCompGen >x){ if(getAvg()==x.getAvg())returntrue; returnfalse; } /** *主函数: 用来测试 *@paramargs */ publicstaticvoidmain(String[]args){ //创建参数为Integer类型泛型对象 Integer[]intArr={1,3}; AvgCompGen System.out.println("intObj的平均值="+intObj.getAvg()); //创建参数为Double类型泛型对象 Double[]douArr={1.0,3.0}; AvgCompGen System.out.println("douObj的平均值="+douObj.getAvg()); //创建参数为Float类型泛型对象 Float[]fltArr={0.8f,3.2f}; AvgCompGen System.out.println("fltObj的平均值="+fltObj.getAvg()); //两两比较对象的均值是否相等 if(intObj.sameAvg(douObj)) System.out.println("intArr与douArr的值相等,结果为: "+"intObj的均值="+intObj.getAvg()+ " douObj的均值="+douObj.getAvg()); else System.out.println("intArr与douArr的值不相等,结果为: "+"intObj的均值="+intObj.getAvg()+ " douObj的均值="+douObj.getAvg()); if(intObj.sameAvg(fltObj)) System.out.println("intArr与fltObj的值相等,结果为: "+"intObj的均值="+intObj.getAvg()+ " fltObj的均值="+fltObj.getAvg()); else System.out.println("intArr与fltObj的值不相等,结果为: "+"intObj的均值="+intObj.getAvg()+ " fltObj的均值="+fltObj.getAvg()); if(douObj.sameAvg(fltObj)) System.out.println("douObj与fltObj的值相等,结果为: "+"douObj的均值="+intObj.getAvg()+ " fltObj的均值="+fltObj.getAvg()); else System.out.println("douObj与fltObj的值不相等,结果为: "+"douObj的均值="+intObj.getAvg()+ " fltObj的均值="+fltObj.getAvg()); } } /** *CreatedbyIntelliJIDEA. *User: leizhimin *Date: 2007-9-18 *Time: 16: 09: 37 *三种坐标,用泛型实现坐标打印 */ publicclassTwoD{ intx,y; publicTwoD(intx,inty){ this.x=x; this.y=y; } } classThreeDextendsTwoD{ intz; publicThreeD(intx,inty,intz){ super(x,y); this.z=z; } } classFourDextendsThreeD{ intt; publicFourD(intx,inty,intz,intt){ super(x,y,z); this.t=t; } } /** *存放泛型坐标的(数据结构)类 */ classCoords T[]coords; publicCoords(T[]coords){ this.coords=coords; } } /** *工具类--打印泛型数据 *并给出一个测试方法 */ classBoundeWildcard{ staticvoidshowXY(Coords >c){ System.out.println("XYCoordinates: "); for(inti=0;i System.out.println(c.coords[i].x+" "+c.coords[i].y); } System.out.println(); } staticvoidshowXYZ(Coords extendsThreeD>c){ System.out.println("XYZCoord
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