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郎哥编程

泛型与枚举类型

2021-07-04 172

学习目标:泛型是Java语言一个非常重要的概念,枚举类型由用户来定义的若干常量的集合。

泛型

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2: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;
 
public class CollectionTest1 {
    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。

14.jpg

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3: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;
 
public class CollectionTest2 {
    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4:定义一个具有泛型的Point类。

在collection包下新建Point类。代码如下:

package collection;
 
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5: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:

package collection;
 
public class PointTest {
    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。

枚举类型

枚举类型是JDK 5.0后定义的一种新的数据类型,它是由用户来定义的若干常量的集合。枚举类型的定义语法是:

public enum  类型名  {枚举成员列表}

其中,enum是定义枚举类型的关键字,类型名是要定义的枚举类型名称,枚举成员列表是在枚举类型中定义的若干常量,枚举成员列表的每个常量之间用逗号分隔。

例如下面的语句定义了ErrorConstant枚举类型,该枚举类型内部包含LONIN_NAME_ERROR和LONIN_PSW_ERROR两个枚举成员,在枚举类型内部定义的枚举成员不需要添加public static final关键字,编译器会自动为其添加。

public enum ErrorConstant {
   
       LONIN_NAME_ERROR,
       LONIN_PSW_ERROR
}

案例6:建立枚举类型ErrorConstant,在ErrorConstant内部定义LONIN_NAME_ERROR和LONIN_PSW_ERROR两个枚举成员。

在PUnit10项目新建enumtype包,在enumtype包下新建枚举类型ErrorConstant。用鼠标选择src目录下的enumtype包,单击鼠标右键,在弹出的菜单项列表中选择New ->Java Class命令,弹出“New Java Class”对话框,输入ErrorConstant类名,并在类型列表中选择Enum。

package enumtype;
public enum ErrorConstant {
    LONIN_NAME_ERROR,
    LONIN_PSW_ERROR
}

枚举类型对象继承于java.lang.Enum类,因此该类中一些操作枚举类型的方法都可以应用到枚举类型中。下面是常用的操作方法。

●[]   values()

该方法将当前枚举类型的枚举成员列表以数组形式返回。

●<T extends Enum<T>>   valueOf(Class<T> enumType, String name)

该方法将字符串转换为枚举类型的实例,字符串由name指定,枚举类型由enumType指定。

●int   compareTo(E eumType)

该方法用于比较两个枚举对象定义时的顺序,返回int类型的比较结果。返回结果大于0表示eumType在当前枚举对象位置之前;返回结果等于0表示eumType和当前枚举对象位置相同;返回结果小于0表示eumType在当前枚举对象位置之后。

案例7:建立ErrorConstanTest类,在类中使用枚举类型的values()、valueOf()和compareTo()方法。

在enumtype包下新建ErrorConstantTest测试类。代码如下:

package enumtype;
 
public class ErrorConstantTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 调用枚举类型的values()获取常量数组并输出
        for( int i = 0; i < ErrorConstant.values().length; i++ )
        {
            System.out.println("枚举类型成员变量:" + ErrorConstant.values()[i]);
        }
        // 调用枚举类型的valueOf方法将字符串转换为ErrorConstant类型
        ErrorConstant c1 = ErrorConstant.valueOf("LONIN_NAME_ERROR");
        // 比较两个枚举对象
        int compare = ErrorConstant.LONIN_NAME_ERROR.compareTo(c1);
        if( 0 == compare )
        {
            System.out.println("ErrorConstant.LONIN_NAME_ERROR==c1");
        }
        else
        {
            System.out.println("ErrorConstant.LONIN_NAME_ERROR!=c1");
        }
 
    }
}

案例代码调用枚举类型的values()方法,获取ErrorConstant的枚举成员数组并输出。调用枚举类型的valueOf()方法将字符串“LONIN_NAME_ERROR”转换为ErrorConstant类型,并赋值给ErrorConstant类型的变量c1,然后与ErrorConstant的LONIN_NAME_ERROR枚举对象进行比较。

程序执行结果如下图所示:

12.png

用枚举类型定义的枚举成员不能自定义值,其值由编译器自动给出,但在实际编程中有时需要枚举成员与某一特定值关联起来。例如在设计数学运算程序时,常常需要将圆周率(PI)和自然常数(E)定义为常量,遇到这样的问题时,使用枚举类型该如何解决呢?

枚举类型实质上也是类,因此在枚举类型中可以定义变量和添加构造方法。但是要求定义的变量和添加的构造方法的访问权限必须是private。

案例8:建立MathConstan类,在类中定义枚举成员PI和E,并定义变量value,添加构造方法对value进行初始化。

在enumtype包下新建MathConstan类。代码如下:

package enumtype;
 
public enum MathConstan {
    // 定义枚举常量
    PI(3.14),
    E(2.17);
 
    // 定义变量
    private double value;
 
    // 定义构造方法
    private MathConstan(double value)
    {
        this.value = value;
    }
 
    /**
     * @return the value
     */
    public double getValue() {
        return value;
    }
 
    /**
     * @param value the value to set
     */
    public void setValue(double value) {
        this.value = value;
    }
 
 
}

MathConstan类除了定义PI和E枚举成员外,还定义了double类型的变量value,value作为枚举成员PI和E的值。在添加的构造方法中,对value进行赋值。因为添加了有参构造方法,在定义PI和E枚举成员时需要调用该构造方法(定义的枚举成员实际就是MathConstan的实例对象),对value进行赋值。

在enumtype包下新建MathConstanTest类,输出MathConstant的枚举成员PI和E的值。代码如下:

package enumtype;
 
public class MathConstanTest {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("MathConstant.PI的值为:" + MathConstan.PI.getValue());
        System.out.println("MathConstant.E的值为:" + MathConstan.E.getValue());
    }
}

程序执行结果如下图所示:

13.png

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