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泛型的深入研究——面试时说出能加分

hsm_computer   2020-01-30 我要评论

    我们可以在定义集合时设置泛型这样的约束也可以在定义类和方法时加上泛型这样能提升类和方法的灵活性此外我们还可以在定义泛型时加上继承和通配符在平时的培训中我曾发现初学者对一些复杂的泛型(其实也不复杂只不过是较少用)感到困惑这里就通过一些案例展示泛型在项目里的常见用法    

1 泛型可以作用在类和接口上

    泛型作用在类上的案例比如在项目里我们需要定义一个仓库类(WareHouse)会用一个列表来表示仓库里存放的东西在定义仓库类时我们可以通过泛型来指定列表里能容纳的数据类型请看如下的GenericClass.java例子    

1	//省略import集合包的代码
2	//请注意在定义类时直接加上了泛型T
3	class WareHouse<T>{
4	  	private List<T> productList;//请注意这里的泛型是T和第3行一致
5		 	public List<T> getProductList() 
6	    {return productList; }
7	  	public void setProductList(List<T> productList) 
8	    {this.productList = productList;}
9	     //构造函数
10	    	public WareHouse()
11		    {productList = new ArrayList<T>();}
12	     //添加元素的方法请注意参数类型是T
13			void addItem(T item)
14		    {productList.add(item);	}
15	     //打印所有的对象
16			public void printAllItems()  {
17	       //T作用到了迭代器上
18			Iterator<T> it = productList.iterator();
19			while(it.hasNext())
20			{System.out.println(it.next().toString());}
21		}	
22	}

    在第3行定义WareHourse这个类时我们加上了泛型约束T而在这个类的属性和方法里我们又多处用到了这个泛型T比如在第4行里通过T来创建一个含泛型约束的List在第13行添加元素的方法里参数是T在第16行打印所有对象的printAllItems方法里我们在第18行创建迭代器时也用到了泛型T

    我们也可以把T修改成E等字符但一旦定义成T那么在使用时就需要和这个字符”T”相匹配    

23	class Item{
24	//货物名称 
25		private String itemName;
26	//构造函数
27		public Item(String name)
28		{this.itemName = name;}
29	//针对属性的get方法
30		public String getItemName() 
31	{return itemName;	}
32	//针对属性的set方法
33		public void setItemName(String itemName) 
34	{this.itemName = itemName;	}
35	//重写了toString方法
36		public String toString()
37		{return this.itemName; 	}
38	}

    随后我们在第23到38行定义了一个用于描述仓库货物的Item类在其中的第25行我们通过itemName这个属性来定义该货物的名字    

39	public class GenericClass {
40		public static void main(String[] args) {
41	     //这里传入的泛型种类是String
42			WareHouse<String> wh = new WareHouse<String>();		
43			wh.addItem("Java");
44			wh.addItem("C#");
45			wh.printAllItems();//能输出Java和C#
46			//接下来我们创建两个Item对象
47			Item bookItem = new Item("Book");
48			Item carItem = new Item("Car");
49	     //这里的泛型种类是Item
50			WareHouse<Item> itemWh = new WareHouse<Item>();
51			itemWh.addItem(bookItem);
52			itemWh.addItem(carItem);
53			itemWh.printAllItems(); //输出是Book和Car
54		}
55	}

    我们在main函数里用到了这个带泛型的WareHouse类在第42行里我们实例化wh对象时指定了该对象的泛型类型是String也就是说在WareHouse这个类里所有带“T”的地方都可以用String来替代比如private List<T> productList;可以被替代成private List<String> productList之后在第43和44行里我们调用了addItem方法添加对象并在第45行通过了printAllItems方法输出了存储在wh里的所有商品

    在第50行里我们指定了泛型类型是自定义的Item如是在第51和52行调用addItem方法时传入的参数就需要是Item类型了

    在这个例子中我们把泛型作用到类上如此我们就可以用比较灵活的方式来定义类里的数据类型从而这个类也有比较高的通用性

    泛型也可以作用到接口上这个语法点和作用到类上的很相似就不示例了

    此外在上述代码里我们也见到了泛型作用到方法上的基本用法比如我们让泛型作用到类的返回类型上代码如下:

    public List<T> getProductList()

    也可以让泛型作用到方法的参数类型上代码如下:

    void addItem(T item)

2 泛型的继承和通配符

    在定义泛型时我们可以通过extends来限定泛型类型的上限也可以通过super来限定下限这两个限定字一般会和?等关键字搭配使用

    比如有这样的代码List<? super Father> dest这里super包含“高于”的意思? Super Father就表示dest存放的对象应当“以Father为子类”换句话说在dest里可以存放任何子类是Father类的对象

    再来看个extends的用法比如有这样的代码List<? extends Father> srcextends用来表示继承这里的src可以存放以”Father”为父类的对象也就是说src可以存放任何Father对象的子类

    在实际的项目里我们一般从List<? extends Father> src这类的集合里读元素而从List<? super Father> dest这样的集合里写元素通过下面的GenericExtends.java例子再来了解extendssuper和?的用法    

1	import java.util.ArrayList;
2	import java.util.List;
3	//定义一个空的父类和空的子类
4	class Father{ }
5	class Son extends Father{}
6	//这是个包含main方法的主类
7	public class GenericExtends {
8	   //这个方法里将把src里的对象复制到dest里   
9	   static void copy(List<? super Father> dest, 
10	                    List<? extends Father> src) {  
11	        for (int i=0; i<src.size(); i++)
12	        {  dest.add(src.get(i));    }
13	    }

    在第9行copy方法的两个参数里我们看到了两个包含extends和super泛型的参数在方法体的for循环里我们的做法符合刚才讲到的原则:从带extends泛型的集合里读往带super泛型的集合里写    

14   public static void main(String[] args) {
15	     Father f = new Father();
16			Son s = new Son();
17	     //创建了一个带Father泛型的集合并向其中放了一个元素
18			List<Father> srcFatherList = new ArrayList<Father>();
19			srcFatherList.add(f);		
20			List<Father> destFatherList = new ArrayList<Father>();
21	     //通过copy方法把元素复制进了destFatherList里
22			copy(destFatherList,srcFatherList);
23	     //这里的输出是1说明copy方法成功地往destFatherList里写了元素
24			System.out.println(destFatherList.size());		
25		}
26	}

    在定义方法的参数时我们可以用带extends和super的泛型来确保输入参数类型的准确性除此之外这两种泛型的用处不大比如在main函数的第22行里调用copy方法时我们传入的参数都是List<Father>类型

    下面我们来展示些错误的用法:

    错误用法一:用带问号的类型实例化集合对象

1   List<?> list = new ArrayList<String>(); //正确

2   //List<?> list = new ArrayList<?>(); //错误

    第1行里虽然在等号的左边我们用到了问号但在右边我们确立了泛型类型是String这个是正确的与之相比在等号的左边和右边我们都用了问号这是错误的因为编译器不知道list集合该采用哪种泛型类型

    错误用法二:向包含<? extends Father>泛型的集合里写

1    List<? extends Father> list = new ArrayList<Father>();

2    //list.add(f); //error

    第2行会报语法错原因是编译器不知道这个基于Father的子类型究竟是什么因为没法确定为了保证类型安全所以就不允许往里面加数据”

    错误用法三:从包含<? super Father>泛型的集合里读

    1             List<? super Father> list1 = new ArrayList<Father>();

    2             list.add(f); //正确

    3             //list.get(0);//错误

    第3行会报语法错原因是编译器不知道该用哪种Father的父类来接收get的返回值于是同样为了保证类型安全所以就不允许读

    从上述的第二和第三种错误的用法里我们能感受到extends和super这两种定义泛型的用法除了在定义方法参数之外还真没其他合适的用途


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