泛型（Generics）

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2023-12-01

如果我们可以编写一个单独的排序方法，可以对Integer数组，String数组或任何支持排序的类型的数组进行排序，那将是很好的。

Java Generic方法和泛型类使程序员能够使用单个方法声明，一组相关方法或单个类声明来指定一组相关类型。

泛型还提供编译时类型安全性，允许程序员在编译时捕获无效类型。

使用Java Generic概念，我们可能会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来对数组元素进行排序。

通用方法

您可以编写一个可以使用不同类型的参数调用的通用方法声明。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。以下是定义通用方法的规则 -

所有泛型方法声明都有一个由尖括号（）分隔的类型参数部分，它位于方法的返回类型之前（下一个示例中为）。
每个类型参数部分包含一个或多个以逗号分隔的类型参数。类型参数（也称为类型变量）是指定泛型类型名称的标识符。
类型参数可用于声明返回类型，并充当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。
泛型方法的主体声明为任何其他方法的主体。请注意，类型参数只能表示引用类型，而不能表示基本类型（如int，double和char）。

例子 (Example)

以下示例说明了如何使用单个Generic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
   }
}

这将产生以下结果 -

输出 (Output)

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。例如，对数字进行操作的方法可能只想接受Number或其子类的实例。这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，然后是extends关键字，后跟其上限。

例子 (Example)

下面的示例说明了扩展在一般意义上如何用于表示“扩展”（如在类中）或“实现”（如在接口中）。此示例是返回三个Comparable对象中最大的对象的Generic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"));
   }
}

这将产生以下结果 -

输出 (Output)

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

通用类

泛型类声明看起来像非泛型类声明，除了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有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。

例子 (Example)

以下示例说明了我们如何定义泛型类 -

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());
   }
}

这将产生以下结果 -

输出 (Output)

Integer Value :10
String Value :Hello World