Java中怎么利用extends關(guān)鍵字設(shè)置邊界

本篇文章為大家展示了Java中怎么利用extends關(guān)鍵字設(shè)置邊界，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

類型參數(shù)多邊界的分析

此例中的泛型類，類型參數(shù)帶有多個邊界。講下類的實際意義：Dimension代表物體的方位、HasColor代表物體的顏色、Weight代表物體的重量。

interface HasColor { java.awt.Color getColor(); }class Colored<T extends HasColor> {  T item;  Colored(T item) { this.item = item; }  T getItem() { return item; }  // The bound allows you to call a method:  java.awt.Color color() { return item.getColor(); }}class Dimension { public int x, y, z; }// This won't work -- class must be first, then interfaces:// class ColoredDimension<T extends HasColor & Dimension> { }// Multiple bounds:class ColoredDimension<T extends Dimension & HasColor> {  T item;  ColoredDimension(T item) { this.item = item; }  T getItem() { return item; }  java.awt.Color color() { return item.getColor(); }  int getX() { return item.x; }  int getY() { return item.y; }  int getZ() { return item.z; }}interface Weight { int weight(); }// As with inheritance, you can have only one// concrete class but multiple interfaces:class Solid<T extends Dimension & HasColor & Weight> {  T item;  Solid(T item) { this.item = item; }  T getItem() { return item; }  java.awt.Color color() { return item.getColor(); }  int getX() { return item.x; }  int getY() { return item.y; }  int getZ() { return item.z; }  int weight() { return item.weight(); }}class Bounded extends Dimension implements HasColor, Weight {  public java.awt.Color getColor() { return null; }  public int weight() { return 0; }}public class BasicBounds {  public static void main(String[] args) {    Solid<Bounded> solid = new Solid<Bounded>(new Bounded());    solid.color();    solid.getY();    solid.weight();  }} ///:~

class Colored<T extends HasColor>這個泛型類的泛型定義中，要求了類型參數(shù)T的邊界為HasColor，正因如此，在函數(shù)java.awt.Color color() { return item.getColor(); }中便可以通過一個T類型的變量item來調(diào)用屬于HasColor的方法。  class ColoredDimension<T extends HasColor & Dimension> { }，此時定義了邊界同時為HasColor & Dimension，但是由于編譯器要求占位符后的extends后第一個必須是類，之后的必須是接口（這就和正常的類的繼承規(guī)則一樣），所以此句通不過編譯。而class ColoredDimension<T extends Dimension & HasColor>給出了正確的定義，即第一個必須是類，之后的必須是接口。  class ColoredDimension<T extends Dimension & HasColor>的類定義中，因為T的邊界是HasColor & Dimension，所以在類定義中，既可以獲取Dimension的屬性，也可以調(diào)用HasColor的方法。  class Solid<T extends Dimension & HasColor & Weight>的類定義中，extends后第一個是類，之后的都是接口，符合剛才講的規(guī)則。同理，也可以從這些邊界中，獲取屬性，調(diào)用方法。  class Bounded extends Dimension implements HasColor, Weight這個類將在生成泛型類對象，用來指定具體類型為Bounded。因為class Solid<T extends Dimension & HasColor & Weight>的類型參數(shù)T的要求是extends Dimension & HasColor & Weight，所以指定具體類型為new Solid<Bounded>，是可以的。因為類定義中構(gòu)造器的聲明為Solid(T item)，且具體類型為new Solid<Bounded>中指定的Bounded，所以要求構(gòu)造器的實參為Bounded或者Bounded的子類。

class derivedBounded extends Bounded {}class Bounded1 extends Dimension implements HasColor, Weight {  public java.awt.Color getColor() { return null; }  public int weight() { return 0; }}public class BasicBounds {  public static void main(String[] args) {    //Solid<Bounded> solid = new Solid<Integer>(new derivedBounded());//給定的具體類型不符合邊界    Solid<Bounded> solid1 = new Solid<Bounded>(new derivedBounded());//可以傳遞具體類型Bounded的子類    //Solid<Bounded> solid2 = new Solid<Bounded>(new Bounded1());//編譯報錯，因為泛型的靜態(tài)類型檢查    solid1.color();    solid1.getY();    solid1.weight();  }} ///:~

根據(jù)上一條，那么new Solid<Integer>(new Bounded())這里指定的具體類型，由于和泛型類定義的T類型參數(shù)的要求extends Dimension & HasColor & Weight不相符，所以編譯會報錯；給構(gòu)造器傳值時，實參可以是Bounded的子類；一個同樣繼承了相同邊界的類Bounded1 ，不能傳遞給構(gòu)造器，因為類型已經(jīng)被指定為Bounded了。

但是類型參數(shù)有多個邊界時，java內(nèi)部即java字節(jié)碼到底是怎么處理的呢：

public static void main(java.lang.String[]);  Code:    0: new      #2         // class Solid    3: dup    4: new      #3         // class Bounded    7: dup    8: invokespecial #4         // Method Bounded."<init>":()V   11: invokespecial #5         // Method Solid."<init>":(LDimension;)V   14: astore_1

從Method Solid."<init>":(LDimension;)V可以看到，給Solid的構(gòu)造器傳遞參數(shù)時，編譯器認為這個形參是個Dimension，這就是編譯器處理多個邊界的方法，永遠處理為第一個邊界，即類型擦除為第一個邊界。但剩下的兩個邊界怎么辦呢，這里都被處理第一個邊界了，我們再去看一下Solid.class的反編譯代碼就能找到答案：

// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA// (powered by Fernflower decompiler)import java.awt.Color;class Solid<T extends Dimension & HasColor & Weight> {  T item;  Solid(T item) {    this.item = item;  }  T getItem() {    return this.item;  }  Color color() {    return ((HasColor)this.item).getColor();//類型轉(zhuǎn)換為其他邊界，再調(diào)用方法  }  int getX() {    return this.item.x;  }  int getY() {    return this.item.y;  }  int getZ() {    return this.item.z;  }  int weight() {    return ((Weight)this.item).weight();//類型轉(zhuǎn)換為其他邊界，再調(diào)用方法  }}

當(dāng)調(diào)用的方法不屬于第一個邊界時，就進行類型轉(zhuǎn)換處理為其他邊界就行，反正T肯定是符合extends Dimension & HasColor & Weight的。

繼承有邊界要求的泛型類

通過觀察上例可知，Colored、ColoredDimension、Solid這三個類在持有對象的方面有冗余的地方：都有同一個成員變量、同一個構(gòu)造器、同一個get函數(shù)。而類型參數(shù)上，邊界也是依次疊加的。同樣，對于這些邊界所帶來的屬性和方法，也是冗余的。所以下例對其進行了修改，通過繼承來消除冗余，注意，下面繼承的泛型類對類型參數(shù)是有邊界要求的：

//HoldItem對邊界T沒有要求class HoldItem<T> {  T item;  HoldItem(T item) { this.item = item; }  T getItem() { return item; }}//Colored2對邊界T有HasColor的要求class Colored2<T extends HasColor> extends HoldItem<T> {  Colored2(T item) { super(item); }  java.awt.Color color() { return item.getColor(); }}//ColoredDimension2對邊界T有Dimension & HasColor的要求class ColoredDimension2<T extends Dimension & HasColor>    extends Colored2<T> {  ColoredDimension2(T item) { super(item); }  int getX() { return item.x; }  int getY() { return item.y; }  int getZ() { return item.z; }}//Solid2對邊界T有Dimension & HasColor & Weight的要求，不過沒有類繼承它了class Solid2<T extends Dimension & HasColor & Weight>    extends ColoredDimension2<T> {  Solid2(T item) { super(item); }  int weight() { return item.weight(); }}public class InheritBounds {  public static void main(String[] args) {    Solid2<Bounded> solid2 =        new Solid2<Bounded>(new Bounded());    solid2.color();    solid2.getY();    solid2.weight();  }} ///:~

HoldItem這個泛型類通過類型參數(shù)T把成員變量、構(gòu)造器、get函數(shù)都定義好了，之后的類通過繼承它就可以獲得這些屬性和方法。    Colored2泛型類繼承了HoldItem，獲得了后者的屬性和方法從而減少了冗余。同時，class Colored2<T extends HasColor>屬于“定義泛型類”，extends HoldItem<T>屬于“使用泛型類”，使用泛型類需要指定具體類型，現(xiàn)在確定具體類型的任務(wù)延后到了<T extends HasColor>的確認。再從邊界是否符合的情況分析，HoldItem的要求是<T>屬于無邊界，<T extends HasColor>這樣的邊界定義屬于HasColor邊界，從范圍上說<T extends HasColor>是小于等于<T>的，這樣是可以的。由于T添加了HasColor邊界，所以可以調(diào)用item.getColor()方法了。  ColoredDimension2泛型類繼承了Colored2。從邊界是否符合的情況分析，Colored2對T的邊界要求是<T extends HasColor>，而ColoredDimension2定義中的T的邊界是<T extends Dimension & HasColor>，<T extends Dimension & HasColor>小于等于<T extends HasColor>，符合要求。換句話說，ColoredDimension2定義中的T的邊界必須比Colored2的邊界要求一致，或者范圍更小。  Solid2泛型類繼承了ColoredDimension2。從邊界是否符合的情況分析，<T extends Dimension & HasColor & Weight>小于等于ColoredDimension2的邊界要求<T extends Dimension & HasColor>，符合要求。

總結(jié)一下：

當(dāng)一個泛型類繼承另一個泛型類時（前者屬于“定義泛型類”，后者屬于“使用泛型類”），且使用了同一個類型參數(shù)時，定義泛型類的類型參數(shù)邊界定義一定要小于等于使用的那個泛型類的邊界要求。

泛型方法中的邊界定義

泛型方法中對類型參數(shù)的邊界定義，同樣也得符合使用的泛型類的邊界要求。此例中，泛型類同樣繼承別的泛型類，分析同上不贅述。講下類的實際意義：一系列接口代表了超能力、一系列類代表了超級英雄，它們擁有一個超能力的成員變量。

import java.util.*;interface SuperPower {}interface XRayVision extends SuperPower {  void seeThroughWalls();}interface SuperHearing extends SuperPower {  void hearSubtleNoises();}interface SuperSmell extends SuperPower {  void trackBySmell();}class SuperHero<POWER extends SuperPower> {  POWER power;  SuperHero(POWER power) { this.power = power; }  POWER getPower() { return power; }}class SuperSleuth<POWER extends XRayVision> extends SuperHero<POWER> {  SuperSleuth(POWER power) { super(power); }  void see() { power.seeThroughWalls(); }}class CanineHero<POWER extends SuperHearing & SuperSmell> extends SuperHero<POWER> {  CanineHero(POWER power) { super(power); }  void hear() { power.hearSubtleNoises(); }  void smell() { power.trackBySmell(); }}class SuperHearSmell implements SuperHearing, SuperSmell {  public void hearSubtleNoises() {}  public void trackBySmell() {}}class DogBoy extends CanineHero<SuperHearSmell> {  DogBoy() { super(new SuperHearSmell()); }}public class EpicBattle {  // Bounds in generic methods:  static <POWER extends SuperHearing>  void useSuperHearing(SuperHero<POWER> hero) {//泛型方法    hero.getPower().hearSubtleNoises();  }  static <POWER extends SuperHearing & SuperSmell>  void superFind(SuperHero<POWER> hero) {//泛型方法    hero.getPower().hearSubtleNoises();    hero.getPower().trackBySmell();  }  public static void main(String[] args) {    DogBoy dogBoy = new DogBoy();    useSuperHearing(dogBoy);    superFind(dogBoy);    // You can do this:    List<? extends SuperHearing> audioBoys;    // But you can't do this:    // List<? extends SuperHearing & SuperSmell> dogBoys;  }} ///:~

主函數(shù)中的useSuperHearing泛型方法中，其對T的邊界定義為<POWER extends SuperHearing>。而在形參中使用了泛型類SuperHero<POWER>，其對邊界的要求是<POWER extends SuperPower>。因為SuperHearing繼承了SuperPower，所以邊界定義符合了對邊界的要求。  主函數(shù)中的useSuperHearing泛型方法中，其對T的邊界定義為<POWER extends SuperHearing>。正因如此，在方法中便可以調(diào)用SuperHearing的方法hearSubtleNoises了。

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