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Java中泛型的應用

阿新 • • 發佈：2019-02-15

Java中泛型的定義

在程式編碼中一些包含型別引數的型別，也就是說泛型的引數只可以代表類，不能代表個別物件。（這是當今較常見的定義）

在程式編碼中一些包含引數的類。其引數可以代表類或物件等等。

不論使用那個定義，泛型的引數在真正使用泛型時都必須作出指明。

泛型的例項

泛型類

有許多原因促成了泛型的出現，而最引人注意的一個原因，就是為了建立容器類。

容器類應該算得上最具重用性的類庫之一。先來看一個沒有泛型的情況下的容器類如何定義：

public class Container {
    private String key;
    private String value
 
;

    public Container(String k, String v) {
        key = k;
        value = v;
    }

    public String getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(String key) {
        this.key = key;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(String value
 
) {
        this.value = value;
    }
}

Container類儲存了一對key-value鍵值對，但是型別是定死的，也就說如果我想要建立一個鍵值對是String-Integer型別的，當前這個Container是做不到的，必須再自定義。那麼這明顯重用性就非常低。

當然，我可以用Object來代替String，並且在Java SE5之前，我們也只能這麼做，由於Object是所有型別的基類，所以可以直接轉型。但是這樣靈活性還是不夠，因為還是指定型別了，只不過這次指定的型別層級更高而已，有沒有可能不指定型別？有沒有可能在執行時才知道具體的型別是什麼？

所以，就出現了泛型。

public class Container<K, V> {
    private K key;
    private V value;

    public Container(K k, V v) {
        key = k;
        value = v;
    }

    public K getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(K key) {
        this.key = key;
    }

    public V getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(V value) {
        this.value = value;
    }
}

在編譯期，是無法知道K和V具體是什麼型別，只有在執行時才會真正根據型別來構造和分配記憶體。可以看一下現在Container類對於不同型別的支援情況：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Container<String, String> c1 = new Container<String, String>("name", "findingsea");
        Container<String, Integer> c2 = new Container<String, Integer>("age", 24);
        Container<Double, Double> c3 = new Container<Double, Double>(1.1, 2.2);
        System.out.println(c1.getKey() + " : " + c1.getValue());
        System.out.println(c2.getKey() + " : " + c2.getValue());
        System.out.println(c3.getKey() + " : " + c3.getValue());
    }
}

輸出：

name : findingsea
age : 24
1.1 : 2.2

泛型介面

在泛型介面中，生成器是一個很好的理解，看如下的生成器介面定義：

public interface Generator<T> {
    public T next();
}

然後定義一個生成器類來實現這個介面：

public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

呼叫：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        FruitGenerator generator = new FruitGenerator();
        System.out.println(generator.next());
        System.out.println(generator.next());
        System.out.println(generator.next());
        System.out.println(generator.next());
    }
}

輸出：

Banana
Banana
Pear
Banana

泛型陣列

public class GenericsDemo30{   

    public static void main(String args[]){  
        Integer i[] = fun1(1,2,3,4,5,6) ;   // 返回泛型陣列  
        fun2(i) ;  
    }   

    public static <T> T[] fun1(T...arg){  // 接收可變引數  
        return arg ;            // 返回泛型陣列  
    }  

    public static <T> void fun2(T param[]){   // 輸出  
        System.out.print("接收泛型陣列：") ;  
        for(T t:param){  
            System.out.print(t + "、") ;  
        }  
    }  
}

泛型方法

一個基本的原則是：無論何時，只要你能做到，你就應該儘量使用泛型方法。也就是說，如果使用泛型方法可以取代將整個類泛化，那麼應該有限採用泛型方法。下面來看一個簡單的泛型方法的定義：

定義泛型方法

public class Main {

    public static <T> void out(T t) {
        System.out.println(t);
    }

    public static void main(String[] args) {
        out("findingsea");
        out(123);
        out(11.11);
        out(true);
    }
}

可以看到方法的引數徹底泛化了，這個過程涉及到編譯器的型別推導和自動打包，也就說原來需要我們自己對型別進行的判斷和處理，現在編譯器幫我們做了。這樣在定義方法的時候不必考慮以後到底需要處理哪些型別的引數，大大增加了程式設計的靈活性。

再看一個泛型方法和可變引數的例子：

public class Main {

    public static <T> void out(T... args) {
        for (T t : args) {
            System.out.println(t);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        out("findingsea", 123, 11.11, true);
    }
}1

輸出和前一段程式碼相同，可以看到泛型可以和可變引數非常完美的結合。

通過泛型方法返回泛型類的例項

class Info<T extends Number>{ // 指定上限，只能是數字型別  
    private T var ;     // 此型別由外部決定  
    public T getVar(){  
        return this.var ;     
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public String toString(){       // 覆寫Object類中的toString()方法  
        return this.var.toString() ;      
    }  
}  

public class GenericsDemo27{  

    public static void main(String args[]){  
        Info<Integer> i = fun(30) ;  
        System.out.println(i.getVar()) ;  
    }  
    public static <T extends Number> Info<T> fun(T param){  
        Info<T> temp = new Info<T>() ;      // 根據傳入的資料型別例項化Info  
        temp.setVar(param) ;        // 將傳遞的內容設定到Info物件的var屬性之中  
        return temp ;   // 返回例項化物件  
    }

使用泛型統一傳入引數的型別

class Info<T>{    // 指定上限，只能是數字型別  
    private T var ;     // 此型別由外部決定  
    public T getVar(){  
        return this.var ;     
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public String toString(){       // 覆寫Object類中的toString()方法  
        return this.var.toString() ;      
    }  
}

public class GenericsDemo28{  

    public static void main(String args[]){  
        Info<String> i1 = new Info<String>() ;  
        Info<String> i2 = new Info<String>() ;  
        i1.setVar("HELLO") ;        // 設定內容  
        i2.setVar("李興華") ;      // 設定內容  
        add(i1,i2) ;  
    }  

    public static <T> void add(Info<T> i1,Info<T> i2){  
        System.out.println(i1.getVar() + " " + i2.getVar()) ;  
    }  
}

泛型巢狀

Demo類中的info屬性是Info類的這種屬性，Info類本身需要兩個泛型。

class Info<T,V>{       // 接收兩個泛型型別  

    private T var ;  
    private V value ;   

    public Info(T var,V value){  
        this.setVar(var) ;  
        this.setValue(value) ;  
    }   

    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }   

    public void setValue(V value){  
        this.value = value ;  
    }   

    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }   

    public V getValue(){  
        return this.value ;  
    }  
} 

class Demo<S>{   

    private S info ;  
    public Demo(S info){  
        this.setInfo(info) ;  
    }  

    public void setInfo(S info){  
        this.info = info ;  
    }   

    public S getInfo(){  
        return this.info ;  
    }  
}

public class GenericsDemo31{  

    public static void main(String args[]){  
        Demo<Info<String,Integer>> d = null ;       // 將Info作為Demo的泛型型別  
        Info<String,Integer> i = null ;   // Info指定兩個泛型型別  
        i = new Info<String,Integer>("李興華",30) ;   // 例項化Info物件  
        d = new Demo<Info<String,Integer>>(i) ; // 在Demo類中設定Info類的物件  
        System.out.println("內容一：" + d.getInfo().getVar()) ;  
        System.out.println("內容二：" + d.getInfo().getValue()) ;  
    }  
}

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