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郎哥编程

泛型

2019-12-26 229

泛型是Java语言一个非常重要的概念,在Java集合类框架中被广泛应用。在介绍泛型之前先看一个例子。

案例1:建立CollectionTest1类,实例化ArrayList对象,在list集合添加String对象。

在collection包下新建CollectionTest1类。代码如下:

package collection;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
/** 
* @ClassName: CollectionTest1 
* @Description: 集合框架(泛型)案例1 
* @author 编程训练营 
* @date 
* 
*/
 
public class CollectionTest1 {
 
    /** 
    * @Title: main 
    * @Description: Java程序入口main方法   
    * @param @param args    参数 
   
    * @return void    返回类型 
    * @throws 
    */
 
    public static void main(String[] args) {
       Collection list = new ArrayList();
       list.add("first");
       list.add("second");
       list.add("third");
       // 获取list集合的迭代器
       Iterator iterator = list.iterator();
       // 使用while循环迭代集合中对象
       while (iterator.hasNext()) {
           String  str =  (String)iterator.next();
           System.out.println(str);
       } 
    }
 
}

在上面的案例代码中,存入list容器的对象是字符串类型,因为对象加入容器时都被转化为Object类型,因此在使用迭代器的next()方法获取对象元素时,需要把Object类型强制转换为字符串类型,这种类型转换称为向下类型转换。向下类型转换时,如果父类不能转换为子类,则抛出ClassCastExceptionClassCastException异常。在泛型出现之前,这种现象在编程中会经常发生,因为有时程序员在获取集合存储的对象元素时,并不能够完全明确集合中存储的是属于什么类型的元素。

那么有什么办法可以让装入集合容器的数据保存自己的类型,而不被转化为Object对象呢?这就需要用到JDK  5.0后支持的一项新功能——Java泛型。

泛型在Java代码编译时被用到,是提供给编译器语法检查用的。泛型允许用户在定义类、类方法、形式参数、成员变量时,指定它为通用类型,也就是数据类型可以是任意的类型,如“List<?> list=null;”,具体调用的时候,要将通用类型转换成指定的类型使用。

泛型这个概念类似于大学自习时的占座行为,在课桌上丢一本书或某个相关的标记,表明此座位已经有人了,这个座位上究竟是那位同学,可能只有到上课才知道。泛型也就是给参数类型指定的一个占位符,就像方法的形式参数是运行时传递的值的站位符一样。

下面结合Java API文档List集合的定义,对泛型概念进一步说明。

image.png           

                           

List集合定义

从List定义可以看出,接口List后跟有<E>,这个E就与方法中的形参类似,E限定了放在容器中元素的类型。

采用泛型之后,上面的案例代码就不再需要做类型转换了。

案例2:建立CollectionTest2类,用泛型实例化ArrayList对象,在list集合添加String对象。

在collection包下新建CollectionTest2类。代码如下:

package collection;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
 
/** 
* @ClassName: CollectionTest2 
* @Description: 集合框架(泛型)案例2
* @author 编程训练营 
* @date 
* 
*/
 
public class CollectionTest2 {
 
    /** 
    * @Title: main 
    * @Description: Java程序入口main方法
    * @param @param args    参数 
   
    * @return void    返回类型 
    * @throws 
    */
 
    public static void main(String[] args) {
      
       // 使用泛型来声明list和实例化ArrayList对象
       Collection<String> list = new ArrayList<String>();
       list.add("first");
       list.add("second");
       list.add("third");
       // 使用泛型来声明迭代器
       Iterator<String> iterator = list.iterator();
       // 使用while循环迭代集合中对象
       while (iterator.hasNext()) {
           // 无需进行类型的强制转换
           String  str =  iterator.next();
           System.out.println(str);
       } 
    }
 
}

案例代码声明Collection集合时,将Collection <E>中的E替换为String类型,同时new运算符后面的ArrayList<E>中的E也要替换为String类型,同时迭代器也使用泛型。这样使用迭代器的next()方法获取字符串对象时,就不需要做类型的强制转换了。

下面从泛型的声明和泛型的使用来学习泛型的相关内容。

1、泛型的声明

在定义一个泛型的时候,在<>之间定义形式类型参数,例如,“class  Point<E>”,其中E不代表值,而是表示类型。

案例3:定义一个具有泛型的Point类。

在collection包下新建Point类。代码如下:

public class Point<E> {
 
    // var的类型由E指定
    private E var ;  
 
    public Point() {
    }
 
    // 返回值的类型由外部决定
    public E getVar() {
       return var;
    }
 
    // 设置的类型也由外部决定
    public void setVar(E var) {
       this.var = var;
    }
 
}

案例代码定义了Point类,Point类名后面有泛型参数<E>,因此外部代码在实例化Point类时,需要传入类型参数,类中所有的E在编译过程中都会被传入的参数替换。

2、泛型的使用

使用具有泛型定义的类时,在外部实例化该类时,需要传入实际的类型参数用于指定该类所使用的数据类型,如果没有指定传入的参数,编译器会给出警告,加入的数据类型被转化为Object类型,外部访问该类存储的对象元素时,需要做类型的强制转换。

案例4:建立PointTest测试类,演示泛型的使用。

在collection包下新建PointTest类。代码如下:

public class PointTest {
 
    /** 
    * @Title: main 
    * @Description: Java程序入口main方法   
    * @param @param args    参数 
   
    * @return void    返回类型 
    * @throws 
    */
 
    public static void main(String[] args) {
       // 里面的var类型为String类型
        Point<String> p = new Point<String>() ;
        //设置一个点
        p.setVar("(300,200)") ;       
        //输出这个点
        System.out.println(p.getVar()) ;
 
    }
 
}

案例代码在实例化Point类时,传入字符串类型,并调用Point类的setVar方法设置Point的数据,调用Point类的getVar方法获取数据,无需做数据类型的强制转换。

泛型可以实现java的类型安全,它可以使编译器知道一个对象的限定类型是什么,防止出现对象类型转换错误。泛型还可以解决模板编程的问题,例如文中的Point类,不仅可以存储字符串,也可以存储浮点数等数据类型,可以适应不同的编程需求,而无需变更代码。

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