基礎篇——泛型(Generics)
寫程式碼的四點:
1.明確需求。要做什麼?
2.分析思路。要怎麼做?(1,2,3……)
3.確定步驟。每一個思路要用到哪些語句、方法和物件。
4.程式碼實現。用具體的語言程式碼將思路實現出來。
學習新技術的四點:
1.該技術是什麼?
2.該技術有什麼特點?(使用需注意的方面)
3.該技術怎麼使用?(寫Demo)
4.該技術什麼時候用?(在Project中的使用場景 )
----------------------早計劃,早準備,早完成。------------------------
為什麼要使用泛型?
Java設計之初並不知道會往容器中存放什麼型別的元素,因此元素型別都設定為Object,這樣就什麼都能放了。但是這麼設計有明顯的缺點:①取出元素的時候必須進行強制型別轉換異常;②如果不小心往集合里加了不相同型別的元素可能會導致型別異常,進行equals、compare比較的時候尤為明顯;③在很多地方都需要強制型別轉換,增加了變成的複雜度,影響了程式碼的美觀和維護成本。
因此泛型應運而生。
泛型概述:
泛型(generics)是Java 1.5中引入的新特性,泛型提供了編譯時型別安全檢測機制,該機制允許程式設計師在編譯時檢測到非法的型別。只要編譯時不出現問題,執行時就不會出現ClassCastException(型別轉換異常)。
泛型的本質是引數化型別,也就是說所操作的資料型別被指定為一個引數。這種引數型別可以用在類、介面和方法的建立中,分別稱為泛型類、泛型介面、泛型方法。
Java集合都實現了泛型,允許程式在建立集合時就可以指定集合元素的型別,例如List<String>就表明這是一個只能存放String型別的List。List<String>就是引數化型別,也就是泛型,而String就是該List<String>泛型的型別引數。
泛型只在編譯階段有效,在編譯之後會進行泛型擦除的操作,不會傳遞到執行階段。也就是說編譯後的class檔案中是不包含任何泛型資訊的。
泛型的規則:
1.泛型的型別引數只能是類型別(包括自定義類)和萬用字元,不能是簡單型別;
2.同一種泛型可以對應多個版本(型別引數不同),不同版本的泛型類例項是不相容的;
3.泛型的型別引數可以有多個,例如<K , V>;
4.泛型的型別引數可以使用extends語句,形如<T extends Number>稱為有界的型別引數。
5.不能對確切的泛型型別使用 instanceof 操作;
注:A instanceof B:判斷A是否是B的例項物件或者B子類的例項物件。
6.不能建立一個確切的泛型型別的陣列;
泛型的好處:
1.在編譯的時候檢查型別安全,減少了執行時異常,降低crash率;保證瞭如果在編譯時沒有發出警告,則在執行時就一定不會產生ClassCastException(型別轉換異常);
2.集合建立時就指定了集合元素的型別,取出元素的時候不需要強制型別裝換了;
3.提高了程式碼的複用性、減少維護成本;
泛型類:
1.定義一個類,在該類名後面新增型別引數宣告部分(由尖括號分隔)。
2.每一個型別引數宣告部分可以包括一個或多個型別引數,引數間用逗號隔開。
3.使用<T>來宣告一個型別持有者名稱,然後就可以把T當作一個型別來宣告成員、引數、返回值型別。T僅僅是個名字,可以自行定義。
/**
* 泛型類
*/
public class GenericsBox<T> {
private T t;
public void add(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
//泛型類呼叫
GenericsBox<Integer> integerGenericsBox = new GenericsBox<>();
GenericsBox<String> stringGenericsBox = new GenericsBox<>();
integerGenericsBox.add(new Integer(25));
stringGenericsBox.add(new String("年齡"));
LogUtil.e("泛型類呼叫", stringGenericsBox.get() + ":" + integerGenericsBox.get());
泛型介面:
1.定義一個介面,在該介面名後面新增型別引數宣告部分(由尖括號分隔)。
2.每一個型別引數宣告部分可以包括一個或多個型別引數,引數間用逗號隔開。
/**
* 泛型介面
*/
public interface GenericsInterface<T> {
public abstract void genericsInterface1(T element);
public abstract <T> void genericsInterface2();
}
泛型方法:
定義一個泛型方法,該方法在呼叫時可以接收不同型別的引數。根據傳遞給泛型方法的引數型別,編譯器適當的處理每一個方法呼叫。
定義泛型方法的規則:
1.所有泛型方法宣告都有一個型別引數宣告部分(由尖括號分隔),該型別引數宣告部分在方法返回值型別之前;
2.每一個型別引數宣告部分包括一個或多個型別引數,引數間用逗號隔開。一個泛型引數,也被稱為一個型別變數,是用於指定一個泛型型別名稱的識別符號;
3.型別引數能被用來宣告返回值型別,並且能作為泛型方法得到的實際引數型別的佔位符;
/**
* 泛型方法
* 列印各種型別的陣列中的元素
*
* @param inputArray
* @param <T>
*/
public static <T> void printLog(T[] inputArray) {
for (T element : inputArray) {
LogUtil.e("列印陣列中的元素", element + "");
}
}
//建立各種型別的陣列(Integer、Double、Character)
Integer[] integerArray = {1, 2, 3, 4, 5};
Double[] doubleArray = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
Character[] characterArray = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
printLog(integerArray);
printLog(doubleArray);
printLog(characterArray);
靜態方法與泛型:
如果在類中定義使用泛型的靜態方法,需要新增額外的泛型型別引數宣告,即將該靜態方法定義為泛型方法。即使靜態方法要使用泛型類中已經宣告過的型別引數也不可以。
/**
* 靜態方法與泛型
*/
public class GenericsStatic<T> {
public static <T> void show(T t) {
}
//以下是錯誤的
// public static void show(T t) {
// }
}
有界的型別引數:
限定被允許傳遞到一個型別引數的型別種類範圍。
1.要宣告一個有界的型別引數,首先列出型別引數的名稱,後跟extends關鍵字,繼承上界。例如:上界通過形如<T extends Comparable<T>>來定義,表示型別只能接受Comparable及其下層子類型別。這就是有界的型別引數的目的。
注意:<T extends Comparable<T>>這裡的限定使用關鍵字extends,後面可以是類也可以是介面。extends統一的表示了原有的extends和implements的概念,應該理解為T型別是實現了Comparable介面的型別,或者是繼承了XX類的型別。
2.泛型仍要遵循Java單繼承、多實現的體系,所以當某個型別引數需要使用extends限定,且有多種型別的時候,只能存在一個類,並且類寫在第一位,介面列在後面。形如<T extends Number & Comparable & Callback>
/**
* 泛型方法
* 比較三個值並返回最大值
*
* @param x
* @param y
* @param z
* @param <T>
* @return
*/
public static <T extends Comparable<T>> T maxValue(T x, T y, T z) {
//假設x是最大值
T max = x;
//如果y比max大,則將y賦值給max
if (y.compareTo(max) > 0) {
max = y;
}
//如果z比max大,則將z賦值給max
if (z.compareTo(max) > 0) {
max = z;
}
//返回最大值
return max;
}
//輸出最大值
LogUtil.e("最大值為:", maxValue(3, 7, 5) + "");
LogUtil.e("最大值為:", maxValue(3.3, 3.7, 5.3) + "");
LogUtil.e("最大值為:", maxValue("apple", "pear", "orange"));
型別萬用字元(?)
為了解決型別被限制死了不能動態根據例項來確定的缺點,引入了型別萬用字元。型別萬用字元一般使用 ? 代替具體的型別引數。例如:List<?>在邏輯上是List<String>、List<Integer>等所有List<具體型別實參>的父類。
1.如果只指定了<?>,而沒有extends,則預設是允許Object及其下的任何Java類,也就是任意類。
2.萬用字元也可以向上限制,通過形如List<? extends Comparable>來定義,表示型別只能接受Comparable及其下層子類型別;
3.萬用字元還可以向下限制,通過形如List<? super Comparable>來定義,表示型別只能接受Comparable及其上層父類型別;
因為getData()的引數是List<?>型別,所以name、age、number都可以作為這個方法的實參,這就是萬用字元的作用。
因為getNumberData()的引數是有上限的List<? extends Number>型別的,如此定義就是型別萬用字元泛型值接受Number及其下層子類型別。
/**
* 型別萬用字元的使用
*/
public static void getData(List<?> data) {
LogUtil.e("型別萬用字元的使用", data.get(0) + "");
}
public static void getNumberData(List<? extends Number> data) {
LogUtil.e("型別萬用字元的使用(Number)", data.get(0) + "");
}
//型別萬用字元
List<String> name = new ArrayList<>();
List<Integer> age = new ArrayList<>();
List<Character> blood = new ArrayList<>();
name.add("張三");
age.add(25);
blood.add('A');
getData(name);
getData(age);
getData(blood);
// getNumberData(name);
getNumberData(age);
// getNumberData(blood);
萬用字元的PECS原則:
1.Producer Extends:使用<? extends T>的集合類,只能作為Producer(生產者)向外提供(get)元素;而不能作為Consumer(消費者)對外獲取(add)元素;
2.Consumer Super:使用<? super T>的集合類,只能作為Consumer(消費者)對外獲取(add)元素;而不能作為Producer(生產者)向外提供(get)元素;
3.如果同時需要讀取以及寫入,那就不能使用萬用字元。
//萬用字元的PECS原則
List<? extends String> extendsList = new ArrayList<>();
List<? super String> superList = new ArrayList<>();
// extendsList.add("李四");
String s = extendsList.get(0);
superList.add("張三");
// Object s1 = superList.get(0);
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