0016 泛型

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。

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。

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整形数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？

答案是可以使用 Java 泛型。

使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

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泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。

下面是定义泛型方法的规则：

• 所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。
• 每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
• 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
• 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意：类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。

下面的例子演示了如何使用泛型方法打印不同字符串的元素：

publicclass GenericMethodTest{
      // 泛型方法 printArray
      publicstatic < E >void printArray(E[]inputArray ) {
          // 输出数组元素
         for (E element :inputArray ){
              System.out.printf("%s ",element );
         }
         System.out.println();
     }

     public static voidmain(String args[]) {
         // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
         Integer[]intArray = { 1,2, 3,4, 5};
         Double[]doubleArray = { 1.1,2.2,3.3,4.4};
         Character[]charArray = { 'H','E','L','L','O'};
         System.out.println("整型数组元素为:");
         printArray(intArray );// 传递一个整型数组
         System.out.println("\n双精度型数组元素为:");
         printArray(doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
         System.out.println("\n字符型数组元素为:");
         printArray(charArray ); // 传递一个字符型数组
   }
}

编译以上代码，运行结果如下所示：

整型数组元素为:1 2 3 4 5 双精度型数组元素为:1.1 2.2 3.3 4.4 字符型数组元素为:H E L L O 

有界的类型参数:

可能有时候，你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。例如，一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。

要声明一个有界的类型参数，首先列出类型参数的名称，后跟extends关键字，最后紧跟它的上界。

下面的例子演示了"extends"如何使用在一般意义上的意思"extends"（类）或者"implements"（接口）。

该例子中的泛型方法返回三个可比较对象的最大值。

publicclass MaximumTest{
    // 比较三个值并返回最大值
    public static<Textends Comparable<T>>T maximum(Tx, Ty, Tz){
          T max = x;// 假设x是初始最大值
          if (y.compareTo(max ) >0 ){
              max = y;//y 更大
          }
          if ( z.compareTo(max ) >0 ){
               max = z;// 现在 z 更大
          }
          return max;// 返回最大对象
    }
    public staticvoid main(String args[]) {
         System.out.printf("%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",3, 4,5, maximum(3, 4,5 ));
         System.out.printf("%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",6.6,8.8,7.7,maximum(6.6,8.8,7.7) );
         System.out.printf("%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear","apple","orange",maximum("pear","apple","orange") );
    }
}

编译以上代码，运行结果如下所示：

3, 4 和 5 中最大的数为 56.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear

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泛型类

泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。

和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。

如下实例演示了我们如何定义一个泛型类:

publicclass Box<T>{
   private Tt;
   public voidadd(Tt){
       this.t =t;
   }
   public Tget(){
       return t;
   }
   public staticvoid main(String[]args){
        Box<Integer>integerBox = new Box<Integer>();
        Box<String>stringBox = new Box<String>();
        integerBox.add(newInteger(10));
        stringBox.add(newString("菜鸟教程"));
        System.out.printf("整型值为 :%d\n\n",integerBox.get());
        System.out.printf("字符串为 :%s\n",stringBox.get());
  }
}

编译以上代码，运行结果如下所示：

整型值为 :10字符串为 :菜鸟教程

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类型通配符

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。

publicclass GenericTest{
     public staticvoid main(String[]args){
          List<String>name = newArrayList<String>();
          List<Integer>age = newArrayList<Integer>();
          List<Number>number = newArrayList<Number>();
          name.add("icon");
          age.add(18);
          number.add(314);
          getData(name);
          getData(age);
          getData(number);
     }
     public static voidgetData(List<?>data){
         System.out.println("data :" + data.get(0));
     }
}

输出结果为：

data :icondata :18data :314

解析： 因为getDate()方法的参数是List类型的，所以name，age，number都可以作为这个方法的实参，这就是通配符的作用

2、类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。

publicclass GenericTest{
    public staticvoid main(String[]args){
         List<String>name = newArrayList<String>();
         List<Integer>age = newArrayList<Integer>();
         List<Number>number = newArrayList<Number>();
         name.add("icon");
         age.add(18);
         number.add(314);
         getUperNumber(name); //1p0-i87ujol.i
         getUperNumber(age);
         getUperNumber(number);
    }
    public staticvoid getData(List<?>data){
         System.out.println("data :" + data.get(0));
    }
    public staticvoid getUperNumber(List<?extendsNumber> data){
         System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
}

输出结果：

data :18data :314

解析： 在(//1)处会出现错误，因为getUperNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number，所以泛型为String是不在这个范围之内，所以会报错

3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number>来定义，表示类型只能接受Number及其三层父类类型，如Objec类型的实例。