Java - 泛型

如果我们可以编写一个单一的排序方法，该方法可以对 Integer 数组、String 数组或任何支持排序类型的数组中的元素进行排序，那就太好了。

为什么在 Java 中使用泛型？

泛型用于创建这样的类、接口和方法，这些类、接口和方法具有可以同时操作不同数据类型的参数。此功能是在 Java 5 中引入的。

Java - 泛型

Java 泛型方法和泛型类使程序员能够分别使用单个方法声明指定一组相关方法，或者使用单个类声明指定一组相关类型。

泛型还提供编译时类型安全，允许程序员在编译时捕获无效类型。

使用 Java 泛型概念，我们可以编写一个用于对对象数组进行排序的泛型方法，然后使用 Integer 数组、Double 数组、String 数组等调用泛型方法，对数组元素进行排序。

Java 泛型的优势

• 不牺牲类型安全
• 不需要类型转换
• 编译时检查
• 代码重用性和改进的性能

Java 泛型的类型

泛型方法

您可以编写一个可以调用不同类型参数的单个泛型方法声明。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器会适当地处理每个方法调用。

定义泛型方法的规则

以下是定义泛型方法的规则：

• 所有泛型方法声明都具有一个由尖括号（< 和 >）分隔的类型参数部分，该部分位于方法的返回类型之前（在下一个示例中为 < E >）。

• 每个类型参数部分包含一个或多个用逗号分隔的类型参数。类型参数，也称为类型变量，是一个标识符，用于指定泛型类型名称。

• 类型参数可用于声明返回类型，并用作传递给泛型方法的参数类型的占位符，这些参数称为实际类型参数。

• 泛型方法的主体像任何其他方法一样声明。请注意，类型参数只能表示引用类型，不能表示基本类型（如 int、double 和 char）。

Java 泛型方法示例

以下示例说明了如何使用单个泛型方法打印不同类型的数组：

public class GenericMethodTest {
   // generic method printArray
   public static < E > void printArray( E[] inputArray ) {
      // Display array elements
      for(E element : inputArray) {
         System.out.printf("%s ", element);
      }
      System.out.println();
   }

   public static void main(String args[]) {
      // Create arrays of Integer, Double and 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("Array integerArray contains:");
      printArray(intArray);   // pass an Integer array

      System.out.println("\nArray doubleArray contains:");
      printArray(doubleArray);   // pass a Double array

      System.out.println("\nArray characterArray contains:");
      printArray(charArray);   // pass a Character array
   }
}

输出

Array integerArray contains:
1 2 3 4 5 

Array doubleArray contains:
1.1 2.2 3.3 4.4 

Array characterArray contains:
H E L L O

有界类型参数

有时您可能希望限制允许传递给类型参数的类型的种类。例如，对数字进行操作的方法可能只希望接受 Number 或其子类的实例。这就是有界类型参数的用途。

要声明有界类型参数，请列出类型参数的名称，后跟 extends 关键字，后跟其上界。

有界类型参数示例

以下示例说明了 extends 如何以一般意义上表示“扩展”（如类）或“实现”（如接口）。此示例是返回三个 Comparable 对象中最大的泛型方法：

public class MaximumTest {
   // determines the largest of three Comparable objects
   
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
      T max = x;   // assume x is initially the largest
      
      if(y.compareTo(max) > 0) {
         max = y;   // y is the largest so far
      }
      
      if(z.compareTo(max) > 0) {
         max = z;   // z is the largest now                 
      }
      return max;   // returns the largest object   
   }
   
   public static void main(String args[]) {
      System.out.printf("Max of %d, %d and %d is %d\n\n", 
         3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ));

      System.out.printf("Max of %.1f,%.1f and %.1f is %.1f\n\n",
         6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ));

      System.out.printf("Max of %s, %s and %s is %s\n","pear",
         "apple", "orange", maximum("pear", "apple", "orange"));
   }
}

输出

Max of 3, 4 and 5 is 5

Max of 6.6,8.8 and 7.7 is 8.8

Max of pear, apple and orange is pear

泛型类

泛型类声明看起来像非泛型类声明，只是类名后跟一个类型参数部分。

与泛型方法一样，泛型类的类型参数部分可以包含一个或多个用逗号分隔的类型参数。这些类称为参数化类或参数化类型，因为它们接受一个或多个参数。

泛型类示例

以下示例说明了如何定义泛型类：

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("Hello World"));

      System.out.printf("Integer Value :%d\n\n", integerBox.get());
      System.out.printf("String Value :%s\n", stringBox.get());
   }
}

输出

Integer Value :10
String Value :Hello World