泛型有三種實(shí)現(xiàn)方式沉颂,分別是泛型接口隧饼、泛型類(lèi)、泛型方法坡锡。下面通過(guò)泛型方法來(lái)介紹什么是類(lèi)型參數(shù)。
泛型方法聲明方式:訪問(wèn)修飾符 <T,K,S...> 返回類(lèi)型 方法名(方法參數(shù)){方法體}
1.訪問(wèn)修飾符與返回類(lèi)型中間有個(gè)<T,K,S...>窒所,T鹉勒、K、S等屬于類(lèi)型參數(shù)吵取,可以隨便定義禽额。
2.返回類(lèi)型和方法參數(shù)可以是或者包含類(lèi)型參數(shù)T、K皮官、S等脯倒。
3.可以限定類(lèi)型參數(shù)必須實(shí)現(xiàn)某些接口或者繼承某個(gè)類(lèi),多個(gè)限定的類(lèi)捺氢、接口中間用&分隔藻丢,類(lèi)必須放在限定列表中所有接口的前面。
4.泛型方法可以定義在普通類(lèi)中摄乒。
1) 類(lèi)型參數(shù)(type parameters)
集合類(lèi)如ArrayList類(lèi)有一個(gè)類(lèi)型參數(shù)用來(lái)指示元素的類(lèi)型:
ArrayList<String> Files = new ArrayList<String>()
2) 泛型類(lèi)(generic class)
泛型類(lèi)就是具有一個(gè)或多個(gè)類(lèi)型變量的類(lèi)悠反。
如class Pair<T>:
引入了一個(gè)類(lèi)型變量T,用尖括號(hào)(<>)括起來(lái)缺狠,并放在類(lèi)名后面问慎。
泛型類(lèi)可以有多個(gè)類(lèi)型變量,如class Pair<T, U>挤茄。類(lèi)定義中的類(lèi)型變量指定方法的返回類(lèi)型以及域和局部變量的類(lèi)型如叼。如:private T first;
用具體的類(lèi)型替換類(lèi)型變量就可以實(shí)例化泛型類(lèi)型,如Pair<String>穷劈。
類(lèi)型變量使用大寫(xiě)形式笼恰。在Java庫(kù)中踊沸,使用變量E表示集合的元素類(lèi)型,K和V分別表示表的關(guān)鍵字與值的類(lèi)型社证。T(需要時(shí)可以用臨近的字母U和S)表示“任意類(lèi)型”逼龟。
3) 泛型方法
泛型方法可以定義在普通類(lèi)中,也可以定義在泛型類(lèi)中追葡。
class ArrayAlg {
public static <T> getMiddle(T...a)
{return a[A.length / 2];}
}
當(dāng)調(diào)用一個(gè)泛型方法時(shí)腺律,在方法名前的尖括號(hào)中放入具體的類(lèi)型:
ArrayAlg.<String>getMiddle("John", "Q.", "Public");
在某種情況(實(shí)際上也是大多數(shù)情況)下,方法調(diào)用中可以省略<String>類(lèi)型參數(shù)宜肉,編譯器有足夠的信息能夠推斷出所調(diào)用的方法匀钧。
4) 類(lèi)型變量的限定
有時(shí),類(lèi)或方法需要對(duì)類(lèi)型變量加以約束:
<T extends BoundingType>
表示T應(yīng)該是綁定類(lèi)型的子類(lèi)型(subtype)谬返。T和綁定類(lèi)型可以是類(lèi)之斯,也可以是接口。一個(gè)類(lèi)型變量或通配符可以有多個(gè)限定遣铝,如:
<T extends Comparable & Serializable>
限定類(lèi)型用“&”分隔佑刷,而逗號(hào)用來(lái)分隔類(lèi)型變量。在Java的繼承中酿炸,可以根據(jù)需要擁有多個(gè)接口超類(lèi)型瘫絮,但限定中至多有一個(gè)類(lèi)。如果用一個(gè)類(lèi)作為限定梁沧,它必須是限定列表中的第一個(gè)檀何。為了提高效率蝇裤,應(yīng)該將標(biāo)簽(tagging)接口(即沒(méi)有方法的接口)放在邊界列表的末尾廷支。
5) 泛型代碼和虛擬機(jī)
虛擬機(jī)沒(méi)有泛型類(lèi)型對(duì)象,所有對(duì)象都屬于普通類(lèi)栓辜。
1.類(lèi)型擦除
無(wú)論何時(shí)定義一個(gè)泛型類(lèi)型恋拍,都自動(dòng)提供了一個(gè)相應(yīng)的原始類(lèi)型(raw type)。原始類(lèi)型的名字就是刪去類(lèi)型參數(shù)后的泛型類(lèi)型名藕甩。擦除(erased)類(lèi)型變量施敢,并替換為限定類(lèi)型(無(wú)限定的變量用Object)。例如Pair<T>狭莱,因?yàn)門(mén)是一個(gè)無(wú)限定的變量僵娃,所以直接用Object替換。
原始類(lèi)型用第一個(gè)限定的類(lèi)型變量來(lái)替換腋妙,如果沒(méi)有給定限定就用Object替換默怨。如:
Interval<T extends Comparable & Serializable>
原始類(lèi)型用Comparable替換。
2.翻譯泛型表達(dá)式
當(dāng)程序調(diào)用泛型方法時(shí)骤素,如果擦除返回類(lèi)型匙睹,編譯器插入強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換愚屁。例如:
class Pair<T>
Pair<Employee> buddies = ...;
Employee buddy = buddies.getFirst();
編譯器把這個(gè)方法調(diào)用翻譯為兩條虛擬機(jī)指令:
對(duì)原始方法Pair.getFirst的調(diào)用;
將返回的Object類(lèi)型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Employee類(lèi)型痕檬。
總之霎槐,需要記住有關(guān)Java泛型轉(zhuǎn)換的事實(shí):
虛擬機(jī)中沒(méi)有泛型,只有普通的類(lèi)和方法梦谜;
所有的類(lèi)型參數(shù)都用它們的限定類(lèi)型替換丘跌;
橋方法被合成來(lái)保持多態(tài);
為保持類(lèi)型安全性唁桩,必要時(shí)插入強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換碍岔。
6) 約束與約束性
大多數(shù)限制都是由類(lèi)型擦除引起的。
1.不能用基本類(lèi)型實(shí)例化類(lèi)型參數(shù)朵夏。
2.運(yùn)行時(shí)類(lèi)型查詢(xún)只適用于原始類(lèi)型蔼啦。
3.不能創(chuàng)建參數(shù)化類(lèi)型的數(shù)組(可以聲明參數(shù)化類(lèi)型的數(shù)組)。
4.不能實(shí)例化類(lèi)型變量仰猖。
5.不能構(gòu)造泛型數(shù)組捏肢。
6.泛型類(lèi)的靜態(tài)上下文中類(lèi)型變量無(wú)效(不能在靜態(tài)域或靜態(tài)方法中引用類(lèi)型變量)。
7.不能拋出或捕獲泛型類(lèi)的實(shí)例(泛型類(lèi)擴(kuò)展Throwable都是不合法的)饥侵。
8.可以消除對(duì)受查異常的檢查(必須為所有受查異常提供一個(gè)處理器鸵赫,不過(guò)可以利用泛型消除這個(gè)限制)。
6) 泛型類(lèi)型的繼承規(guī)則
無(wú)論S與T有什么聯(lián)系躏升,通常辩棒,Pair<S>與Pair<T>沒(méi)有什么聯(lián)系;
永遠(yuǎn)可以將參數(shù)化類(lèi)型轉(zhuǎn)換為一個(gè)原始類(lèi)型(如果在使用泛型時(shí)沒(méi)有指名具體的數(shù)據(jù)類(lèi)型即原始類(lèi)型膨疏,就會(huì)擦除泛型類(lèi)型一睁,并向上轉(zhuǎn)型為Object);
泛型類(lèi)可以擴(kuò)展或?qū)崿F(xiàn)其他的泛型類(lèi)佃却。
7) 通配符類(lèi)型
通配符類(lèi)型可以理解為一種泛型調(diào)用時(shí)傳遞的一種特殊數(shù)據(jù)類(lèi)型者吁,表示允許類(lèi)型參數(shù)在某個(gè)范圍內(nèi)變化。通配符類(lèi)型有三種饲帅,分別是复凳?、灶泵? extends育八、? super赦邻。
直觀地講髓棋,帶有超類(lèi)型限定的通配符可以向泛型對(duì)象寫(xiě)入,帶有子類(lèi)型限定的通配符可以從泛型對(duì)象讀取深纲。
1. ? extends X
子類(lèi)型限定仲锄,表示泛型的類(lèi)型參數(shù)不是固定的劲妙,而是X及其子類(lèi)型。子類(lèi)型限定的副作用是不能傳遞null以外的類(lèi)型儒喊。
Operate<? extends ParentClass>的方法可以想象成下面這個(gè)樣子(實(shí)際上不能這樣寫(xiě)代碼):
public ? extends ParentClass get() {
return item;
}
public void set(? extends ParentClass item) {
this.item = item;
}
此時(shí)get方法可以正常調(diào)用镣奋,因?yàn)榉祷氐膇tem肯定是ParentClass或者它的子類(lèi)型。但是set方法就不能傳遞null以外的類(lèi)型了怀愧,因?yàn)榫幾g器只知道需要ParentClass或者它的子類(lèi)型侨颈,但是不知道具體是哪個(gè)類(lèi),所以只能調(diào)用set(null)芯义。如下:
public static void method(Operate<? extends ParentClass> operate) {
operate.get();
operate.set(null);
operate.set(new ParentClass());//報(bào)錯(cuò)
operate.set(new SonClass());//報(bào)錯(cuò)
}
2. ? super X
超類(lèi)型限定哈垢,表示泛型的類(lèi)型參數(shù)不是固定的,而是X及其父類(lèi)型扛拨。
Operate<? super SonClass>的方法可以想象成下面這個(gè)樣子(實(shí)際上不能這樣寫(xiě)代碼):
public ? super SonClass get() {
return item;
}
public void set(? super SonClass item) {
this.item = item;
}
類(lèi)型參數(shù)限定為X及其父類(lèi)型耘分,直至Object類(lèi),因?yàn)椴恢谰唧w是哪個(gè)父類(lèi)型绑警,因此方法返回的類(lèi)型只能賦給Object求泰。
只能傳遞null、X及其子類(lèi)型计盒,因?yàn)閄及其子類(lèi)型都是向上轉(zhuǎn)型成X及其父類(lèi)型渴频。
Operate<? super SonClass> operate3 = new Operate<ParentClass>(new ParentClass())是成立的,所以可以將new Operate<ParentClass>(new ParentClass())傳遞給以下方法北启。
public static void method(Operate<? super SonClass> operate) {
SonClass sonClass = operate.get();//報(bào)錯(cuò)
ParentClass parentClass = operate.get();//報(bào)錯(cuò)
Object object = operate.get();
operate.set(new ParentClass());//報(bào)錯(cuò)
operate.set(null);
operate.set(new SonClass());
}
3. 卜朗?
無(wú)類(lèi)型限定,泛型的類(lèi)型參數(shù)沒(méi)有限定咕村。
只能傳遞null類(lèi)型场钉;
方法返回的類(lèi)型只能賦給Object。
new Operate<SonClass>(new SonClass())培廓、new Operate<ParentClass>(new ParentClass())惹悄、new Operate<Object>(new Object())春叫、new Operate<String>(new String())等都可以傳遞給以下方法肩钠。
public static void method(Operate<?> operate) {
SonClass sonClass = operate.get();//報(bào)錯(cuò)
ParentClass parentClass = operate.get();//報(bào)錯(cuò)
operate.set(new ParentClass());//報(bào)錯(cuò)
Object object = operate.get();
operate.set(null);
operate.set(new SonClass());//報(bào)錯(cuò)
}
有什么作用呢?對(duì)于一些不需要實(shí)際類(lèi)型的方法暂殖,就顯得比泛型方法可讀性強(qiáng)价匠,如下。
public static void method(Operate<?> operate) {
System.out.println(operate.get() == null);
}
public static <T> void method(Operate<T> operate) {
System.out.println(operate.get() == null);
}