Java知多少(42)泛型通配符和类型参数的范围
本节先讲解如何限制类型参数的范围,再讲解通配符(?)。
类型参数的范围
在泛型中,如果不对类型参数加以限制,它就可以接受任意的数据类型,只要它是被定义过的。但是,很多时候我们只需要一部分数据类型就够了,用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如,编写一个泛型函数用于返回不同类型数组(Integer 数组、Double 数组等)中的最大值:1 public <T> T getMax(T array[]){ 2 T max = null; 3 for(T element : array){ 4 max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max; 5 } 6 return max; 7 }
上面的代码会报错,doubleValue() 是 Number 类及其子类的方法,不是所有的类都有该方法,所以我们要限制类型参数 T,让它只能接受 Number 及其子类(Integer、Double、Character 等)。
通过 extends 关键字可以限制泛型的类型的上限,改进上面的代码:
1 public <T extends Number> T getMax(T array[]){ 2 T max = null; 3 for(T element : array){ 4 max = element.doubleValue() > max.doubleValue() ? element : max; 5 } 6 return max; 7 }
<T extends Number> 表示 T 只接受 Number 及其子类,传入其他类型的数据会报错。这里的限定使用关键字 extends,后面可以是类也可以是接口。如果是类,只能有一个;但是接口可以有多个,并以“&”分隔,例如 <T extends Interface1 & Interface2>。
这里的 extends 关键字已不再是继承的含义了,应该理解为 T 是继承自 Number 类的类型,或者 T 是实现了 XX 接口的类型。
通配符(?)
上一节的例子中提到要定义一个泛型类来表示坐标,坐标可以是整数、小数或字符串,请看下面的代码:1 class Point<T1, T2>{ 2 T1 x; 3 T2 y; 4 public T1 getX() { 5 return x; 6 } 7 public void setX(T1 x) { 8 this.x = x; 9 } 10 public T2 getY() { 11 return y; 12 } 13 public void setY(T2 y) { 14 this.y = y; 15 } 16 }
可以这样来定义方法:
1 public void printPoint(Point p){ 2 System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY()); 3 }
我们知道,如果在使用泛型时没有指名具体的数据类型,就会擦除泛型类型,并向上转型为 Object,这与不使用泛型没什么两样。上面的代码没有指明数据类型,相当于:
1 public void printPoint(Point<Object, Object> p){ 2 System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY()); 3 }
为了避免类型擦除,可以使用通配符(?):
1 public void printPoint(Point<?, ?> p){ 2 System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY()); 3 }
通配符(?)可以表示任意的数据类型。将代码补充完整:
1 public class Demo { 2 public static void main(String[] args){ 3 Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>(); 4 p1.setX(10); 5 p1.setY(20); 6 printPoint(p1); 7 8 Point<String, String> p2 = new Point<String, String>(); 9 p2.setX("东京180度"); 10 p2.setY("北纬210度"); 11 printPoint(p2); 12 } 13 14 public static void printPoint(Point<?, ?> p){ // 使用通配符 15 System.out.println("This point is: " + p.getX() + ", " + p.getY()); 16 } 17 } 18 class Point<T1, T2>{ 19 T1 x; 20 T2 y; 21 public T1 getX() { 22 return x; 23 } 24 public void setX(T1 x) { 25 this.x = x; 26 } 27 public T2 getY() { 28 return y; 29 } 30 public void setY(T2 y) { 31 this.y = y; 32 } 33 }
运行结果:
This point is: 10, 20This point is: 东京180度, 北纬210度
但是,数字坐标与字符串坐标又有区别:数字可以表示x轴或y轴的坐标,字符串可以表示地球经纬度。现在又要求定义两个方法分别处理不同的坐标,一个方法只能接受数字类型的坐标,另一个方法只能接受字符串类型的坐标,怎么办呢?
这个问题的关键是要限制类型参数的范围,请先看下面的代码:
1 public class Demo { 2 public static void main(String[] args){ 3 Point<Integer, Integer> p1 = new Point<Integer, Integer>(); 4 p1.setX(10); 5 p1.setY(20); 6 printNumPoint(p1); 7 8 Point<String, String> p2 = new Point<String, String>(); 9 p2.setX("东京180度"); 10 p2.setY("北纬210度"); 11 printStrPoint(p2); 12 } 13 14 // 借助通配符限制泛型的范围 15 public static void printNumPoint(Point<? extends Number, ? extends Number> p){ 16 System.out.println("x: " + p.getX() + ", y: " + p.getY()); 17 } 18 19 public static void printStrPoint(Point<? extends String, ? extends String> p){ 20 System.out.println("GPS: " + p.getX() + "," + p.getY()); 21 } 22 } 23 class Point<T1, T2>{ 24 T1 x; 25 T2 y; 26 public T1 getX() { 27 return x; 28 } 29 public void setX(T1 x) { 30 this.x = x; 31 } 32 public T2 getY() { 33 return y; 34 } 35 public void setY(T2 y) { 36 this.y = y; 37 } 38 }
运行结果:
x: 10, y: 20GPS: 东京180度,北纬210度
? extends Number 表示泛型的类型参数只能是 Number 及其子类,? extends String 也一样,这与定义泛型类或泛型方法时限制类型参数的范围类似。
不过,使用通配符(?)不但可以限制类型的上限,还可以限制下限。限制下限使用 super 关键字,例如 <? super Number> 表示只能接受 Number 及其父类。
注意:一般的项目中很少会去设计泛型,这里主要是让读者学会如何使用,为后面的教程做铺垫。
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