泛型 GenericParadigm
1.泛型的产生动机
2.泛型的使用以及通配符
3.泛型方法的使用
JDK1.5 后的三大主要新特性:泛型,枚举,Annotation
泛型的产生背景
在 Java SE 5.0 以前操作集合有许多缺点:
一是从集合取出对象时,需要执行类型转换操作,我们在前面讲过,集合中存储都是以 Object 对象进行存储的,这无疑让我们的操作变得麻烦。
二是由于没有类型检查,可以向集合添加任意对象,不便于我们对集合的管理,有时候甚至会导致严重的错误。
泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。
那么参数化类型怎么理解呢?
顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。
假如说现在要求你定义一个表示坐标的类:Point ,在这个类中存放有两个属性:x 坐标和 y 坐标
但是由于此类设计特殊,现在在实际使用中可能出现有以下三种结构的数据:
整数:x = 10, y = 10;
小数:x = 10.0,y = 20.1;
字符串: x = 东经 100 度,y = 北纬 30 度
现在发现在 Point 类里面可以保存三种数据类型,而 Point 类中应该只会存在有两个属性:x 和 y
很明显现在唯一可以想到的一定是 Object 类型,因为满足于如下的转换:
保存 int:int > 自动装箱为 Integer > 向上转型为 Object
保存 double:double > 自动装箱为 Double > 向上转型为 Object
保存 String:String > 向上转型为 Object
范例:定义 Point 类
class Point{ private Object x; private Object y; public void setx(){ this.x = x; } public void sety(){ this.y = y; } public void getx(){ return x; } public void gety(){ return y; } }
于是下面通过一些重复的操作,分别保存好三个内容
范例:坐标为整数
// 第一步:设置坐标数据 Point p = new Point(); p.setx(10); p.sety(20); // 第二步:取得坐标数据 int x = (Integer) p.getx(); int y = (Integer)p.gety(); System.out.println("x= " + x + "y = " + y);
范例:坐标为小数
// 第一步:设置坐标数据 Point p = new Point(); p.setx(10.1); p.sety(20.0); // 第二步:取得坐标数据 double x = (Double) p.getx(); double y = (Double)p.gety(); System.out.println("x= " + x + "y = " + y);
范例:坐标为字符串
// 第一步:设置坐标数据 Point p = new Point(); p.setx("东经 100 度 "); p.sety("北纬 30 度 "); // 第二步:取得坐标数据 String x = (String) p.getx(); String y = (String)p.gety(); System.out.println("x= " + x +" "+ "y = " + y);
以上的操作的确是满足了开发要求。但是最严重的问题也就同时产生了,整个代码的实现关键在于利用了 Object 类型
利用 Object 操作的有点在于可以接收所有的数据类型,但是缺点也就是因为优点造成的: Object 如果要接收数据那么必须进行强制性的向下转型
范例:可能带来的隐患
// 第一步:设置坐标数据 Point p = new Point(); p.setx(100); p.sety("北纬 30 度 "); // 第二步:取得坐标数据 String x = (String) p.getx(); String y = (String)p.gety(); System.out.println("x= " + x +" "+ "y = " + y);
以上的代码本质上讲一定会存在有问题的,但是现在的程序中明显无法发现这些问题
因为 Object 本身就可以存放 Integer ,但是这个代码是在项目执行的时候出错
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
at cn.mysterious.GenericParadigm.main(GenericParadigm.java:29)
所以现在通过分析就可以发现。向下转型这样的操作本身就会存在有安全隐患,而且这种隐患是不能够在编写的时候检查出来的
传统利用 Object 类来进行处理的操作永远都会有这样的问题
那么现在既然已经出现了这样的问题,用什么样的方式可以解决此类问题呢?
唯一的方案,不进行对象的向下转型,但是不转型有又打破了好不容易建立起来的一些优势。所以在这样的背景下产生了泛型技术
泛型的本质:类中的属性或者方法的参数,在类定义的时候不设置具体的类型,只使用一个标记表示,而在这些类使用的时候才会为其动态的绑定一种数据类型
范例:使用泛型
class Point<T>{ // T: Type(类型),Param(参数),R:Return private T x; private T y; public void setx(T x){ this.x = x; } public void sety(T y){ this.y = y; } public T getx(){ return x; } public T gety(){ return y; } }
实际上这里面就告诉使用者,此时的 Poit 类中的属性类型无法确定,必须在类实例化对象的时候动态的绑定
范例:使用泛型实例化类对象
// 第一步:设置坐标数据 Point<String> p = new Point(); p.setx("东经 100 度"); p.sety("北纬 30 度 "); // 第二步:取得坐标数据 String x = p.getx(); String y = p.gety(); System.out.println("x= " + x +" "+ "y = " + y);
此时没有出现所谓的向上转型或者向下转型,并且操作的类型都是动态分配的
如果在应用了泛型技术的类使用的时候没有设置泛型类型,JDK 默认也不会认为它出现了语法错误,也能够正常的执行
同时使用 Object 作为默认类型
如果泛型保存的死基本数据类型,则必须使用包装类处理
通配符:“?”
现在有如下泛型类
class Message<T>{ private T info; public void setInfo(T info) { this.info = info; } public T getInfo() { return info; } }
首先类的对象一定是可以发生引用传递操作的,所以以上的代码可以进行对象的引用传递
范例:编写代码
public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Message<String> msg = new Message<String>(); fun(msg); System.out.println(msg.getInfo()); } public static void fun(Message<String> temp){ temp.setInfo("hello"); } }
但是泛型类型可以改变,所以现在将以上使用的泛型类型由 String 变为 Integer ,
这个时候 fun() 方法将不能正常的使用,并且由于重载是受到类型而不是泛型类型的限制,那么也无法通过重载解决此问题
可是这样的问题怎么解决呢?那么现在就必须有一种类型可以接收全部的泛型种类,有人说:方法里面不用泛型声明了
范例:不用泛型,则用 Object 描述
public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Message<String> msg = new Message<String>(); fun(msg); System.out.println(msg.getInfo()); } public static void fun(Message temp){ temp.setInfo("hello"); } }
这个时候需要有一种标记,这种标记要满足如下要求
可以用于泛型上,这样可以避免安全警告
这个标记使用之后,允许接收任何内容,但是不能修改里面的数据
为此在泛型中提供有一个重要的通配符“?”
范例:使用通配符描述
public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Message<String> msg = new Message<String>(); msg.setInfo("......"); fun(msg); } public static void fun(Message<?> temp){ System.out.println(temp.getInfo()); } }
但是在此时通配符的基础上又扩展了两个子通配符组合
? extends 类:设置泛型的上限,此设置可以在类或者方法参数中
“? extends Number ”:表示可以使用的泛型只能够是 Nunber 或者是 Number 的子类
? super 类:设置泛型的下限 ,可以设置在方法参数中
“? super String ”:表示只能够设置 String 或者是其父类 Object
范例:设置泛型的上限
package cn.mysterious; class Message<T extends Number >{ private T info; public void setInfo(T info) { this.info = info; } public T getInfo() { return info; } } public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Message<Integer> msg = new Message<Integer>(); msg.setInfo(1010); fun(msg); } public static void fun(Message<? extends Number> temp){ System.out.println(temp.getInfo()); } }
范例:设置泛型的下限
package cn.mysterious; class Message<T >{ private T info; public void setInfo(T info) { this.info = info; } public T getInfo() { return info; } } public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Message<String> msg = new Message<String>(); msg.setInfo("1111"); fun(msg); } public static void fun(Message<? super String> temp){ System.out.println(temp.getInfo()); } }
以后如果在看文档的时候会出现许多这样的标记,要求能看懂
泛型接口(重点)
在接口上使用泛型就是泛型接口
// 接口:Ixxx,抽象类:Abstractxxx,普通类:直接写 interface IMessage<T >{ public void print(T t); // 此方法上使用了泛型 }
此时实现了泛型接口,但是对于泛型接口的子类有两种实现模式
一:在子类继续使用泛型声明
package cn.mysterious; // 接口:Ixxx,抽象类:Abstractxxx,普通类:直接写 interface IMessage<T >{ public void print(T t); // 此方法上使用了泛型 } class Message<P> implements IMessage<P>{ public void print(P t) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(t); } } public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { IMessage<String> msg = new Message<String>(); msg.print("ssssss"); } }
二:在子类定义时不使用泛型,直接为父类接口设置好泛型类型
package cn.mysterious; // 接口:Ixxx,抽象类:Abstractxxx,普通类:直接写 interface IMessage<T >{ public void print(T t); // 此方法上使用了泛型 } class MessageImpl implements IMessage<String>{ public void print(String t) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(t); } } public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { IMessage<String> msg = new MessageImpl(); msg.print("ssssss"); } }
后续学习的时候一定会出现泛型接口的使用,要清楚它的两种实现模式
泛型方法
如果在一个方法上使用了泛型,那么这个方法就称为泛型方法
泛型方法不一定非要定义在泛型声明的类中,也可能就是一个方法定义为泛型方法
范例:泛型方法
package cn.mysterious; public class GenericParadigm { public static void main(String[] args) { Integer num[] = fun(1,2,3); // 泛型操作 for (Integer integer : num) { System.out.println(integer); } } public static <T> T[] fun(T ...arg ){ // 声明并使用泛型 return arg; } }
从现实来讲泛型方法能看懂就行了
总结
1.泛型解决的问题:对象向下转型所带来的安全隐患
2.本质思想:类的属性或方法的参数都是可以由用户在使用的动态设置好的
3.通配符:?,? extends 类,? super 类