Java泛型:泛型类、泛型接口和泛型方法
根据《Java编程思想 (第4版)》中的描述,泛型出现的动机在于:
有许多原因促成了泛型的出现,而最引人注意的一个原因,就是为了创建容器类。
泛型类
容器类应该算得上最具重用性的类库之一。先来看一个没有泛型的情况下的容器类如何定义:
public class Container { private String key; private String value; public Container(String k, String v) { key = k; value = v; } public String getKey() { return key; } public void setKey(String key) { this.key = key; } public String getValue() { return value; } public void setValue(String value) { this.value = value; } }
Container
类保存了一对key-value
键值对,但是类型是定死的,也就说如果我想要创建一个键值对是String-Integer
类型的,当前这个Container
是做不到的,必须再自定义。那么这明显重用性就非常低。
当然,我可以用Object
来代替String
,并且在Java SE5之前,我们也只能这么做,由于Object
是所有类型的基类,所以可以直接转型。但是这样灵活性还是不够,因为还是指定类型了,只不过这次指定的类型层级更高而已,有没有可能不指定类型?有没有可能在运行时才知道具体的类型是什么?
所以,就出现了泛型。
public class Container<K, V> { private K key; private V value; public Container(K k, V v) { key = k; value = v; } public K getKey() { return key; } public void setKey(K key) { this.key = key; } public V getValue() { return value; } public void setValue(V value) { this.value = value; } }
在编译期,是无法知道K
和V
具体是什么类型,只有在运行时才会真正根据类型来构造和分配内存。可以看一下现在Container
类对于不同类型的支持情况:
public class Main { public static void main(String[] args) { Container<String, String> c1 = new Container<String, String>("name", "findingsea"); Container<String, Integer> c2 = new Container<String, Integer>("age", 24); Container<Double, Double> c3 = new Container<Double, Double>(1.1, 2.2); System.out.println(c1.getKey() + " : " + c1.getValue()); System.out.println(c2.getKey() + " : " + c2.getValue()); System.out.println(c3.getKey() + " : " + c3.getValue()); } }
输出:
name : findingsea
age : 24
1.1 : 2.2
泛型接口
在泛型接口中,生成器是一个很好的理解,看如下的生成器接口定义:
public interface Generator<T> { public T next(); }
然后定义一个生成器类来实现这个接口:
public class FruitGenerator implements Generator<String> { private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"}; @Override public String next() { Random rand = new Random(); return fruits[rand.nextInt(3)]; } }
调用:
public class Main { public static void main(String[] args) { FruitGenerator generator = new FruitGenerator(); System.out.println(generator.next()); System.out.println(generator.next()); System.out.println(generator.next()); System.out.println(generator.next()); } }
输出:
Banana
Banana
Pear
Banana
泛型方法
一个基本的原则是:无论何时,只要你能做到,你就应该尽量使用泛型方法。也就是说,如果使用泛型方法可以取代将整个类泛化,那么应该有限采用泛型方法。下面来看一个简单的泛型方法的定义:
public class Main { public static <T> void out(T t) { System.out.println(t); } public static void main(String[] args) { out("findingsea"); out(123); out(11.11); out(true); } }
可以看到方法的参数彻底泛化了,这个过程涉及到编译器的类型推导和自动打包,也就说原来需要我们自己对类型进行的判断和处理,现在编译器帮我们做了。这样在定义方法的时候不必考虑以后到底需要处理哪些类型的参数,大大增加了编程的灵活性。
再看一个泛型方法和可变参数的例子:
public class Main { public static <T> void out(T... args) { for (T t : args) { System.out.println(t); } } public static void main(String[] args) { out("findingsea", 123, 11.11, true); } }
输出和前一段代码相同,可以看到泛型可以和可变参数非常完美的结合。
以上,泛型的第一部分的结束。