Java 泛型


Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一個新特性, 泛型提供了編譯時類型安全檢測機制,該機制允許程式設計師在編譯時檢測到非法的類型。


泛型的本質是參數化類型,也就是說所操作的資料型別被指定為一個參數。

假定我們有這樣一個需求:寫一個排序方法,能夠對整形數組、字串數組甚至其他任何類型的數組進行排序,該如何實現?

答案是可以使用 Java 泛型

使用 Java 泛型的概念,我們可以寫一個泛型方法來對一個物件陣列排序。然後,呼叫該泛型方法來對整數陣列、浮點數數組、字串陣列等進行排序。


泛型方法

你可以寫一個泛型方法,該方法在呼叫時可以接收不同類型的參數。根據傳遞給泛型方法的參數類型,編譯器適當地處理每一個方法呼叫。

下面是定義泛型方法的規則:

  • 所有泛型方法聲明都有一個類型參數聲明部分(由尖括號分隔),該類型參數聲明部分在方法傳回類型之前(在下面範例中的<E>)。

  •                 每一個類型參數聲明部分包含一個或多個類型參數,參數間以逗號隔開。一個泛型參數,也被稱為一個類型變量,是用來指定一個泛型類型名稱的識別碼。

  •                 類型參數能用來宣告傳回值類型,並且能作為泛型方法得到的實際參數類型的佔位符。

  •                 泛型方法體的聲明和其他方法一樣。注意型別參數只能代表引用型別類型,不能是原始型別(像int,double,char的等)。

實例

下面的範例示範如何使用泛型方法列印不同字串的元素:

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static < 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 void main( 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
    } 
}

編譯以上程式碼,執行結果如下所示:

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

有界的型別參數:

可能有時候,你會想限制那些被允許傳遞到一個型別參數的型別種類範圍。例如,一個操作數字的方法可能只希望接受Number或Number子類別的實例。這就是有界類型參數的目的。

要宣告一個有界的型別參數,先列出型別參數的名稱,後面接著extends關鍵字,最後再緊接它的上界。

實例

下面的範例示範了"extends"如何使用在一般意義上的意思"extends"(類別)或"implements"(介面)。此範例中的泛型方法傳回三個可比較物件的最大值。

public class MaximumTest
{
   // 比较三个值并返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
   {                     
      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 static void 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" ) );
   }
}

編譯以上程式碼,執行結果如下所示:

3, 4 和 5 中最大的数为 5

6.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8

pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear

泛型類別

泛型類別的宣告和非泛型類別的宣告類似,除了在類別名稱後面新增了類型參數宣告部分。

和泛型方法一樣,泛型類別的型別參數宣告部分也包含一個或多個型別參數,參數間以逗號隔開。一個泛型參數,也被稱為一個類型變量,是用來指定一個泛型類型名稱的識別碼。因為他們接受一個或多個參數,這些類別被稱為參數化的類別或參數化的類型。

實例

如下實例示範了我們如何定義一個泛型類別:

public class Box<T> {
   
  private T t;

  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }

  public T get() {
    return t;
  }

  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
    Box<String> stringBox = new Box<String>();

    integerBox.add(new Integer(10));
    stringBox.add(new String("php中文网"));

    System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
    System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
  }
}

編譯以上程式碼,運行結果如下所示:

整型值为 :10

字符串为 :php中文网