黑马程序员--泛型

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泛型

泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 Java语言引入泛型的好处是安全简单。

 

一、体验泛型

     ●    JDK1.5以前的集合类存在什么问题

      ￠ArrayList collection=new ArrayList();

      ￠collection.add(1);

      ￠ollection.add(1L);

      ￠ collection.add("abc");

      ￠int i=(integer)arrayList.get(1)  //编译要强制转换且运行时出错。

     

      ●   JDK1.5的集合类希望你在定义集合时，明确表示你要向集合中装那种类型的数据，无法加入指定类型以为的数据。

      ￠ArrayList collletion2=new ArrayList

      ￠collection.add(1)

      //这两行代码编译时就报告了语法错误

       ￠ int i2=collection2.get(0)//不需要进行类型转换

      ●    泛型是提供给javac编译器使用的，可以限定集合中的输入类型，让编译器挡住源程序中的非法输入，编译器编译带类型说明的集合时会除掉“类型”星系，使程序运行效率不受影响，对于参数化的泛型类型，getClass()方法的返回值和原始类型完全一样。由于编译生成的字节码会去掉类型的类型信息，只要能跳过编译器，就可以往某个泛型集合中加入其它类型的数据，例如，用反射得到集合，再调用其add方法即可。

       ￠ArrayList collection=new ArrayList();

       ￠ArrayList collection2=new ArrayList();

       ￠System.out.pirntln(collection==collection2)//答案是true

 

 二、了解泛型

     ●   ArrayList类定义和ArrayList类引用中涉及如下术语：

           ￠整个称为ArrayList泛型类型

           ￠ ArrayList中的E称为类型变量或类型参数

           ￠整个ArrayList中的Integet称为类型参数的实例或实际类型参数

           ￠ArrayList中的 <>念着typeof

           ￠ArrayList称为原始类型

     ●   参数化类型与原始类型的兼容性：

           ￠参数化类型可以引用一个原始类型的对象，编译报告警告，例如，

            Collection c=new Vector();

           ￠原始类型可以引用一个参数类型的对象，编译会报告警告，例如,

             Collection c=new Vector();//原方法接受一个集合参数，新的也能传入

     ●   参数化类型不考虑类型参数的继承关系

           ￠Vector v=new Vector

 

三、泛型的通配符扩展应用

 

泛型中的？通配符

 

      ●    问题

           ￠定义一个方法，该方法用于打印出任意参数化类型的集合中的所有数据，反方法如何定义呢？

publicstaticvoid printCollection(Collection<?> collection) { //collection.add(1); 不能调用一个与参数有关的方法 System.out.println(collection.size()); for(Object obj: collection) {  System.out.println(obj); }}

 

      ●    错误方式

public static void printCollection(Collection<Object> cols) { for(Object obj:cols) {  System.out.println(obj); }}/* cols.add(“string”);//没错cols = new HashSet<Date>();//会报告错误 */

 

 

 

      ●    正确方式

public static void printCollection(Collection<Object> cols) { for(Object obj:cols) {  System.out.println(obj); }}//cols.add(“string”);//错误，因为它不知自己未来匹配就一定是Stringcols.size();//没错，此方法与类型参数没有关系cols = new HashSet<Date>();//会报告错误cols = new HashSet<Date>();//可以，因为？定义的变量可以让它指向任何类型的东西

 

 

 

 

      ●    总结

           ￠使用？通配符可以引用其他各种参数化的类型，？通配符定义的变量主要用作引用，可以调用与参数化无关的方法，不能调用与参数化有关的方法。

泛型中的？通配符的扩展

 

      ●    限定通配符的上边界

           ￠正确：Vector<?extends Number> x=new Vector<Integer>();            

           ￠错误：Vector<? extends Number> x = new Vector<String>();

 

      ●    限定通配符的下边界

           ￠正确：Vector<? super Integer> x = new Vector<Number>();//最低是Integer

           ￠错误：Vector<? super Integerr> x = new Vector<Byte>();

 

      ●    提示

           ￠限定通配符总是包括自己

 

四、泛型集合类的综合应用案例

 

      ●    Class HashMap<K,V>key为一个特定的类型，value为一个特定的类型

           ￠HashMap是不能迭代的，要不它的一个个Map.Entry放进一个Set，Set可以迭代。

HashMap<String,Integer> maps =new HashMap<String,Integer>();maps.put("zxx", 28);maps.put("lhm", 35);maps.put("flx", 33);Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = maps.entrySet();for(Map.Entry<String, Integer> entry: entrySet) { System.out.println(entry.getKey() +": " + entry.getValue());}

 

以上为泛型应用的小例子

 

      ●    对在jsp页面中也经常要对Set或Map集合进行迭代：

 

HashMap<String,Integer> maps =new HashMap<String,Integer>();maps.put("zxx", 28);maps.put("lhm", 35);maps.put("flx", 33);Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = maps.entrySet();for(Map.Entry<String, Integer> entry: entrySet) { System.out.println(entry.getKey() +": " + entry.getValue());}

 

 

五、自定义泛型方法及应用

 

由C++的模板函数引入自定义泛型

 

      ●    用java写代码，如下函数的结构很相似，仅类型不同

            ￠int add(int x, int y) {

return x+y；

}

           ￠float add(float x, float y) {

return x+y；

}

           ￠double add(double x, double y) {

return x+y；

}

 

      ●    如果用C++模板函数解决，只写一个通用的方法，它可以适应各种类型，示意代码如下：(T代表任意类型)

 

template<class T>T add(T x, T y) { return(T)(x+y)；}

 

 

 

Java定义泛型方法

 

        java中的泛型类似于C++的模板，但仅限于表面，java中的泛型基本上完全是在编译器中实现，用于编译器执行类型检查和类型推断。然后生成普通的非泛型的字节码，这种实现技术称为擦除(erasure)。这是因为扩展虚拟机指令集来支持泛型被认为是无法接受的，这会为Java厂商升级其JVM造成难以踰越的障碍。所以，Java的泛型采用了可以完全在编译器中实现的擦除方式。

 

      ●    Java的泛型方法没有C++模板函数功能强大，java中的如下代码无法通过编译：

 

<T> T add(T x, T y) { return(T)(x+y); //return null;}

 

 

      ●    交换数组中的两个元素的位置的泛型方法语法定义如下：

 

Static <E> void swap(E[] a, int i, int j) { E t = a[i]; a[i] = a[j]; a[i] = t;}

 

如果给E[] a传入int数组会报错，因为泛型的实际类型只能是对象（引用）那种实际类型， 不能是基本类型。数组本来就是一个对象了，也不能装箱，如new int[3]。

 

           ￠用于放置泛型的类型参数的尖括号应出现在方法的其他所有修饰符之后何在方法的返回类型之前，也就是紧邻返回值之前。按照管理，类型参数通常用单个大写字母表示。

 

           ￠只有引用类型才能作为泛型方法的世纪参数，swap(new int[3], 3,5);语句会报告编译错误。

 

           ￠除了在应用泛型时可以使用extends限定符，在定义泛型时也可以使用extends限定符，例如，Class.getAnnotation()方法的定义。并且可以用& 来指定多个边界，如<V extends Serializable & cloneable> void method(){}

 

           ￠普通方法、构造方法和静态方法中都可以使用泛型。

 

           ￠也可以用类型变量表示异常，称为参数化的异常，可以用于方法的throws列表中，但是不能用于catch子句中。

 

private static <T extends Exception> sayHello () throws T { try{ } catch(Exception e) { //不能写catch(T e)  throw (T)e; //使用时经常包装一个异常往外扔 }}

 

      ●    在泛型中也可以同时由多个类型参数，在定义它们的尖括号中用逗号分开，例如：

public static <K,V> getValue(K key) {return map.get(key);}

 

六、泛型方法的练习题

 

      ●    编写一个泛型方法，自动将Obejct类型的对象转换成其他类型。

 

Object obj ="abc";Stringx3 = autoConvert(obj);privatestatic <T> T autoConvert(Object obj){ return(T) obj;}

 

 

 

      ●    定义一个方法，可以将任意类型的数组中的所有元素填充为相应类型的某个对象。

 

privatestatic <T> voidfillArray (T[] a, T obj){ for(int i = 0; i < a.length; i++) {  a[1] = obj; }}

 

 

 

      ●    采用自定泛型方法的方式打印出任意参数化类型的集合中的所有内容，

           ￠在这种情况下，前面的通配符方案要比泛型方法更有效，当一个类型变量用来表达两个参数之间或者参数和返回值之间的关系时，即同一个类型变量在方法签名的两处被使用，或者类型变量在方法体代码中被使而不是仅在签名的时候使用，才需要使用泛型方法。

publicstatic <T> void printCollection2(Collection<T> collection, T obj2) { //collection.add(1); System.out.println(collection.size()); for(Object obj: collection) {  System.out.println(obj); } collection.add(obj2);//用问号的时候不能用add方法}

 

 

 

      ●    定义一个方法，把任意参数类型的集合中的数据安全地复制到相应类型地数组中。

这个需要使用泛型方法进行定义，如果使用如下形式：

 static void copy(Collection a, Object[] b);

否则有可能出现A类型的数据复制进B类型的数组中的情况。

publicstatic <T> void copy1(Collection<T> dest, T[] src) {  }

 

 

      ●    定义一个方法， 把任意参数类型地一个数组中地数据安全地复制到相应类型地另一个数组中。

publicstatic <T> void copy1(Collection<T> dest, T[] src) {  }publicstatic <T> void copy2(T[] dest, T[] src) {  }调用时：copy1(new Vector<String>(),new String[10]);   copy2(new Date[10],new String[10]);  //copy1(new Vector<Date>(), new String[10]);

 

 

 

 

copy2数组这么传是因为它们取最大公约数，copy1不能是因为类型推断含有传播性。//copy1(new Vector<Date>(), new String[10]);就不行。   

 

类型参数地类型推断

 

           ￠编译器判断泛型方法地实际类型参数地过程称为类型推断，类型推断是相对于知觉推断地，其实现方法是一种非常复杂地过程。

 

           ￠根据调用泛型方法时实际传递地参数类型或返回值地类型类推断，具体规则如下：

 

 

           ￠当某个类型变量只在整个参数列表中地所有参数和返回值中地一处被应用，那么根据调用方法时该处地实际应用类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，即直接根据调用方法时传递地参数类型或返回值来决定泛型参数地类型：

swap(new String[3],3,4) -> static <E> void swap(E[] a, int i, int i)

 

 

           ￠当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型都对应同一种类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来了，例如：add(3,5) -> static<T> T add(Ta, Tb)

 

 

           ￠当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型，且没有使用返回值，这时候去多个参数中的最大交集类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Number了，编译没问题，只是运行时出问题：

fill(new Integer[3],3.5f) ->static<T> void fill(T[]a, Tv)

 

 

           ￠当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型,并且使用返回值，这时候优先考虑返回值的类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Integer了，编译将报告错误，将变量x的类型改为float，对比eclipse报告的错误提示，接着再将变量x类型改为Number，则没有错误了： 

int x = (3,3.5f) -> static <T> T add(T a, T b)

 

 

           ￠参数类型的类型推断具有传递性，下面第一种情况推断实际参数类型为Object，编译没有问题，而第二种情况则根据参数话的Vector类实例将类型变量直接确定为String类型，编译将出现问题：

copy(new Integer[5], new String[5]) -> static<T> void copy(T[] a, T[] b)

总之，只要记住，泛型方法在返回值之前用<>来说名类型即可。

 

 

 

 

 

 

七、自定义泛型类的应用

 

(Class Vector<E>)

 

      ●    如果类的实际对象中的多处都要用到同一个泛型参数，即这些地方引用的泛型类型要保持同一个实际类型时，这时候就要采用泛型类型的方式进行定义，也就是类级别的泛型，语法格式如下：

public class GenericDao <T>{ private T field1; public void save(T obj){} public T getById(int id){}}

 

 

DAO: data access object -->c(create),r(read),u(update),d(delete).  crud

因为，如果像下面这样定义

publicclass GenericDao { public <T>void add(T x) {   } public <T> T findById(int id) {  returnnull; }}

 

 

 

添加进去的和得到的有可能不是一个类型，无法进行约束让添加和得到同一个类型。

GenericDao dao =new GenericDao();

dao.add(new ReflectPoint(3,3));

Strings = dao.findById(1);

      ●    类级别的泛型是根据引用该类名时指定的类型信息来参数化类型变量的，例如，如下两种方式都可以：

           ￠GenericDao<Stirng> dao = null;

           ￠new genericDao<String>();

 

      ●    注意：

           ￠在对泛型类型进行参数化时，类型参数的实例必须时引用类型，不能是基本类型。

           ￠当一个变量被声明为泛型时，只能被实例变量和方法调用（还有内嵌类型），而不能被静态变量和静态方法调用。因为静态成员是被所有参数化的类所共享，所以静态成员不应该有类级别的类型参数。只能在类中单独定义，如：

public static <E> void update2(E obj){}

      ●    问题：类中只有一个方法需要使用泛型，是使用类级别的泛型，还是使用方法级别的范型？

 

八、通过反射获得泛型的实际参数

 Vector <Date> v1 = new Vector <Date>();

vi.getClass()....

通过一个变量自己v1.getClass()......是得不到这个变量中的数据的数据类型的。即只通过v1本省的方法是不可能知道Vector中数据的数据类型的。但是可以通过方法来知道它的参数列表的类型。Method类中提供了很多的到泛型类型获得返回类型，参数列表类型等方法。

 

先定义一个方法

publicstaticvoid applyVector(Vector<Date> v1) {}

 

一个变量自己是得不到它的变量类型的，但是把这个变量交给一个方法使用的时候，通过这个方法是可以知道这个变量的泛型类型的。

Method applyMethod = GenericTest.class.getMethod("applyVector", Vector.class);Type[] types = applyMethod.getGenericParameterTypes();ParameterizedType pType = (ParameterizedType)types[0];System.out.println(pType.getRawType());System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[0]);

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