Java中的泛型是怎樣用的

本篇文章為大家展示了Java中的泛型是怎樣用的，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

泛型，其實(shí)算是Java當(dāng)中比較難的語(yǔ)法了，很多人一開始都對(duì)其一知半解，也很害怕閱讀帶泛型的源碼，雖然看起來(lái)語(yǔ)法很難，但當(dāng)你理解后會(huì)覺得很簡(jiǎn)單，其實(shí)只是一個(gè)紙老虎罷了。下面，我將會(huì)用非常簡(jiǎn)單易懂的方式帶你去理解它，相信你在認(rèn)真看完后會(huì)有非常大的收獲，從此不會(huì)再畏懼它！

一. 泛型的定義

這里大家可以不必去看網(wǎng)上的有些定義，因?yàn)橄鄬?duì)于比較學(xué)術(shù)化，只需記住泛型可以在程序設(shè)計(jì)中指定某種類型，讓程序的設(shè)計(jì)更加規(guī)范化即可

二. 為什么要用到泛型

了解到了泛型是什么后，那我們來(lái)討論討論為什么要用泛型這個(gè)語(yǔ)法，這個(gè)語(yǔ)法到底是干什么的？別急，下面，我先給大家舉一個(gè)例子：

class Stack {
    public Object[] objects;
    public int top;

    public Stack() {
        this.objects =new Object[10];
    }

    public void push(Object obj) {
        objects[this.top++] = obj;
    }

    public Object get() {
        return objects[this.top-1];
    }
}

大家可以看看這是在干什么呢？這是我們自己寫了一個(gè)棧，然后將棧里的數(shù)組類型設(shè)置成Object類型，這樣的話這個(gè)棧里任意類型的數(shù)據(jù)都可以存放了（Object類是任何類的父類，不管插入什么類型的數(shù)據(jù)，都可以發(fā)生向上轉(zhuǎn)型）

下面，我們來(lái)測(cè)試一下

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Stack stack=new Stack();
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        stack.push("123");
        String str=(String)stack.get();
    }
}

可以看到，我們可以向自己寫的棧里放入整形以及字符串等等任何類型的數(shù)據(jù)，但注意一下取出數(shù)據(jù)的時(shí)候要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
以上這樣寫，可以向棧里存放任何類型的數(shù)據(jù)，比較通用，其優(yōu)點(diǎn)也可以變成缺點(diǎn)，正因?yàn)樘ㄓ昧?，使代碼的規(guī)范性降低，看起來(lái)比較凌亂，這時(shí)候，我們可以考慮使用泛型，這樣可以在類中或者Java集合中存放特定的數(shù)據(jù)（使用Java集合時(shí)，一般都要用到泛型，而自定義的類型中可以使用泛型也可以不使用）

三. 泛型的寫法

以自定義的類型為例，寫法為在類名后面加上尖括號(hào)，里面寫上一個(gè)字母（注意，此處寫任何字母都可以，只起到一個(gè)標(biāo)記這個(gè)類為泛型類的作用）

class Stack<T>

而在new對(duì)象時(shí)，以棧里只能存放整形為例，前面的尖括號(hào)必須寫基本數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)的包裝類，而后面的尖括號(hào)可以不用寫，示例如下：

Stack<Integer> stack = new Stack<>();

補(bǔ)一下Java中的基本數(shù)據(jù)類型與對(duì)應(yīng)的包裝類：

因此，我們前面寫的自定義的?？梢詫懗梢韵滦问剑ㄒ源娣耪螢槔?/p>

class Stack<T> {
    public T[] objects;
    public int top;

    public Stack() {
        this.objects = (T[])new Object[10];
    }

    public void push(T obj) {
        objects[this.top++] = obj;
    }

    public T get() {
        return objects[this.top-1];
    }
}
 Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(1);
        stack.push(2);
        int ret = stack.get();
        System.out.println(ret);

特別注意此處：public Stack() { this.objects = (T[])new Object[10]; }
這里不能寫成this.objects=new T[10];
原因：
1. 不能new泛型類型的數(shù)組
2. 也可理解為泛型是先檢查后編譯的，如果new泛型類型的數(shù)組的話，編譯器檢查時(shí)并不知道T是什么類型的，因此會(huì)報(bào)錯(cuò)。而編譯的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行擦除機(jī)制，都會(huì)將其轉(zhuǎn)換為Object類型
3. 正因?yàn)橛羞@個(gè)擦除機(jī)制，這里才能進(jìn)行數(shù)組整體強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換（一般數(shù)組不能整體進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換），因?yàn)榉盒椭皇窃诰幾g的時(shí)候起作用，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)都會(huì)被擦除成Object類型，即實(shí)際運(yùn)行時(shí)是沒(méi)有泛型這個(gè)概念的，也即實(shí)際運(yùn)行時(shí)類型都是一樣的，所以T本質(zhì)上是object類型的，所以此代碼等價(jià)于不進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換?。。?br/>4.而直接指定泛型的代碼（不是T） 比如：Stack<Integer>和Stack<Character>都是在運(yùn)行時(shí)直接把尖括號(hào)里的類型擦掉了，可以看到直接打印的結(jié)果（并沒(méi)有打印出類型）：

此處注意多理解理解

四. 泛型的使用實(shí)例

1. 求最大值

以上就是泛型的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)了，但光看是不夠的，還是得通過(guò)例子讓大家有一個(gè)更為深入的理解，比如，如何寫一個(gè)泛型類來(lái)求數(shù)組的最大值呢？
基本的框架大概是這樣的：（沒(méi)看懂的小可愛好好看看上面講的內(nèi)容哦）

class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    public T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if(max < array[i]) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

但是此代碼if(max < array[i])會(huì)報(bào)錯(cuò)，為什么呢？因?yàn)閷?lái)給T傳的值一定是一個(gè)引用類型，引用類型不能直接比較大于或者小于的，是要用Comparable或Comparator接口里的方法比較的，因?yàn)榉盒驮诰幾g的時(shí)候會(huì)被擦除成Object類型，但Object類本身并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Comparable或Comparator接口，所以我們要控制其不要擦除到Object類，所以要給泛型指定一個(gè)邊界

具體寫法如下：

class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    public T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            //max < array[i]
            if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

class Algorithm<T extends Comparable<T>>

注意，extends叫做上界，此代碼代表的意思為T這個(gè)泛型類會(huì)擦除到實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的地方，換句話說(shuō)，這個(gè)T類型一定是實(shí)現(xiàn)了Comparable接口的
同理：這個(gè)代碼public class MyArrayList<E extends Number> { ... }代表E為Number的子類或Number本身
下面讓我們來(lái)用一下：

 Algorithm<Integer> algorithm1 = new Algorithm<>();
        Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
        Integer ret = algorithm1.findMax(integers);
        System.out.println(ret);

運(yùn)行結(jié)果如下：

成功了！

2. 優(yōu)化

經(jīng)過(guò)上面的努力，我們已經(jīng)寫出了一個(gè)泛型類來(lái)求一個(gè)數(shù)組的最大值了，但是，上面的例子是一個(gè)整形數(shù)組，那么我們能不能在數(shù)組里存放別的類型去比較呢？答案是可以的，但是我們還得去new一個(gè)對(duì)象，例如：Algorithm<String> algorithm2 = new Algorithm<>();這樣很麻煩。但是我們可以將求最大值的方法設(shè)置成靜態(tài)的class Algorithm2 <T>,因?yàn)槭庆o態(tài)的方法，不需要new對(duì)象，所以就沒(méi)有在new對(duì)象時(shí)指定泛型的過(guò)程了，所以沒(méi)必要給方法后加尖括號(hào)，但是去掉之后，代碼又會(huì)被錯(cuò)：

我們可以這樣修改：

class Algorithm2 {
    public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

此方法public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array){}叫做泛型方法

下面繼續(xù)帶大家來(lái)用一下：

public static void main(String[] args) {
        Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
        //會(huì)根據(jù)形參的類型推導(dǎo)出整個(gè)泛型的類型參數(shù)
        Integer ret = Algorithm2.findMax(integers);
        System.out.println(ret);
        Integer ret2 = Algorithm2.<Integer>findMax(integers);
        System.out.println(ret2);
    }

注意，ret1寫法和ret2寫法是一樣的，都可以
打印結(jié)果如下：

五. 通配符

1. 基本寫法

通配符也是泛型的一種，下面我們來(lái)寫一個(gè)泛型方法來(lái)打印集合中的元素

class Test {

    public static<T> void print(ArrayList<T> list) {

        for (T t : list) {
            System.out.println(t);
        }
    }

這個(gè)寫法很簡(jiǎn)單，上文都講過(guò)了，那么讓我們來(lái)試著用一下吧：

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        Test.print(list);
    }

打印的結(jié)果如下：

除了以上這種寫法，我們還可以將其改成通配符的寫法，先給大家上代碼：

//？代表通配符  擦除機(jī)制  Object
    public static void print2(ArrayList<?> list) {
        for (Object t : list) {
            System.out.println(t);
        }
    }
}

此處for (Object t : list)必須這樣寫，因?yàn)橥ㄅ浞彩怯胁脸龣C(jī)制的，會(huì)在編譯器編程Object類型。

2. 上界

語(yǔ)法：<? extends 上界>

示例：

public static void printAll(MyArrayList<? extends Number> list) {
...
    }

代表可以傳入類型實(shí)參是 Number 子類的任意類型的 MyArrayList
所以以下調(diào)用都是正確的：

printAll(new MyArrayList<Integer>());
printAll(new MyArrayList<Double>());
printAll(new MyArrayList<Number>());

以下調(diào)用都是錯(cuò)誤的：

printAll(new MyArrayList<String>());
printAll(new MyArrayList<Object>());

3. 下界

下界和上界的用法很類似

語(yǔ)法：<? super 下界>

示例：

public static void printAll(MyArrayList<? super Integer> list) {
...
}

代表可以傳入類型實(shí)參是 Integer 父類的任意類型的 MyArrayList
所以以下調(diào)用是正確的：

printAll(new MyArrayList<Integer>());
printAll(new MyArrayList<Number>());
printAll(new MyArrayList<Object>());

以下調(diào)用是錯(cuò)誤的：

printAll(new MyArrayList<String>());
printAll(new MyArrayList<Double>());

六. 泛型的限制

學(xué)習(xí)完后，我們應(yīng)該注意泛型使用過(guò)程中以下一些限制：

泛型類型參數(shù)不支持基本數(shù)據(jù)類型

無(wú)法實(shí)例化泛型類型的對(duì)象

無(wú)法使用泛型類型聲明靜態(tài)的屬性

無(wú)法使用 instanceof 判斷帶類型參數(shù)的泛型類型（因?yàn)楸徊脸龣C(jī)制擦除了）

無(wú)法創(chuàng)建泛型類數(shù)組

無(wú)法 create、catch、throw 一個(gè)泛型類異常（異常不支持泛型）

泛型類型不是形參一部分，無(wú)法重載

上述內(nèi)容就是Java中的泛型是怎樣用的，你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。