Java基础（十四）：泛型

一、Java 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，能够对整型数组、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。

二、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：

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 = { , , , ,  };
        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
    }
}

　　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。

public class MaximumTest{
   // 比较三个值并返回最大值，返回类型也是泛型T
   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 ) >  ){
         max = y; //y 更大
      }
      if ( z.compareTo( max ) >  ){
         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",
                   , , , maximum( , ,  ) );
      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" ) );
   }
}

三、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：

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());
    stringBox.add(new String("MyName"));

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

四、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。

public class GenericTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();

        name.add("icon");
        age.add();
        number.add();
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);
   }
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get());
   }
}

　　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。

public class GenericTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        name.add("icon");
        age.add();
        number.add();
        //getUperNumber(name);//string不是number，会报错
        getUperNumber(age);//
        getUperNumber(number);//

   }
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get());
   }
   public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
      System.out.println("data :" + data.get());
   }
}

　　在（getUperNumber(name)）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。

　　<? extends T>和<? super T>的区别：

　　<? extends T>表示该通配符所代表的类型是T类型的子类。

　　<? super T>表示该通配符所代表的类型是T类型的父类。