J2SE5.0 實例---泛型
2024-07-21 02:14:11
供稿：網友
泛型簡介
泛型其實并不是一種新的語言元素，c++中早就就有，但是在c++之后的java卻沒有吸收這個特性，現在java也有了泛型的特性，大概也和.net的競爭有關系吧。
首先看泛型的一個應用。
在過去，我們可能經常要寫一些類似這樣的代碼：
list stringlist=new linkedlist();
stringlist.add("firststring");
stringlist.add("secondstring");
string str=(string)stringlist.iterator().next();
實際上第三行對string的類型轉換意義并不大，因為通常我們如果在操作一個list，都是知道這個list里面放的是什么類型對象的，但是我們如果不這樣寫又通不過語法檢查。
利用java的泛型機制，我們可以這么寫：
list<string> stringlist=new linkedlist<string>();
stringlist.add("firststring");
stringlist.add("secondstring");
string str=stringlist.iterator().next();
這樣做的好處是在定義容器的時候就指明了容器中的類型，一方面我們不再需要取一個元素時候做強制類型轉換，另外一方面如果在這個容器中放入的對象類型不符合要求，那么會在編譯時候產生一個錯誤，而不是在運行時候才拋出一個異常。
另外這樣也提高了程序的可讀性。
泛型類型的定義
下面是一個簡單的使用泛型類的定義：
public class mygenericclass<t> {
private t value;
public t getvalue() {
return value;
}
public void setvalue(t value) {
this.value = value;
}
}
值得注意的一點是，靜態變量不能夠使用泛型定義，也就是說類似下面的語句是非法的：
public class mygenericclass<t> {
public static t value;//錯誤的定義
}
此外，泛型的定義不會被繼承，舉個例子來說，如果a是b的子類，而c是一個聲明了泛型定義的類型的話，c<a>不是c<b>的子類。為了更好的說明，可以看下面的代碼，這段代碼是錯誤的。
list<string> strlist =new arraylist<string>();
list<object> objlist=strlist; //錯誤的賦值
不過這樣一段代碼是正確的：
list<object> strlist =new arraylist<object>();
strlist.add("jsdkfjsdl");
統配類型
假設我們需要這樣一個函數，使用它可以把一個集合中所有的元素打印出來，在以前我們可能這樣定義：
void printcollection(collection c) {
iterator i = c.iterator();
for (k = 0; k < c.size(); k++)
{
system.out.println(i.next());
}
}
使用新的泛型特性我們可能會這樣寫：
void printcollection(collection<object> c)
{
for (object e : c)
{
system.out.println(e);
}
}
但是這樣有一個問題，假如我們現在有個對象類型是collection<string>，那么我們不能夠將它作為參數傳給printcollection，因為collection<string>并不是collection<object>的子類。
為了解決這個問題，我們可以使用統配類型?，也就是定義成下面這個樣子：
void printcollection(collection<?> c)
{
for (object e : c)
{
system.out.println(e);
}
}
可以說collection<?>是所有collection的父類。
再來看一段下面的代碼
private void clearallmaps(collection<map> c)
{
for(map m:c)
{
m.clear();
}
}
毫無疑問，它也存在上面我們所說的問題，也就是對hashmap之類map的子類無法進行操作，但是如果我們將參數改成collection<?>又不大合理，因為我們只希望對父類為map的子類進行操作，那么我們可以這樣改寫：
private void clearallmaps(collection<? extends map> c)
{
for(map m:c)
{
m.clear();
}
}
類似于? extends map之類的統配符稱為限定統配類型。
假設一個對象h類型為collection<hashmap>，那么我們將h作為參數傳給clearallmaps，如下面一段代碼所示：
list<hashmap<string,string>> h=new arraylist<hashmap<string,string>>();
hashmap<string,string> m=new hashmap<string,string>();
m.put("key","value");
h.add(m);
clearallmaps(h);
對于在類似于上面所說，使用了? extend xxx的方法，值得注意的一點是不能夠在方法體內用xxx的子類對象作為代替。如下面一段代碼是錯誤的：
public void addrectangle(list<? extends shape> shapes)
{
shapes.add(0, new rectangle()); // 錯誤用法!
}
這里我們假設rectangle是shape的一個子類。
不允許這樣寫的原因比較簡單，因為調用該方法時候參數類型可能是shape的另外一個子類。假如說shape除了rectangle這個子類以外還有另外一個子類circle，那么我們可以把一個list<circle>類型的對象作為參數傳給這個方法（注意這樣是合法的），而在方法體內卻把一個rectangle對象放到了shapes里面，這顯然是不合理的。
除了extends，在泛型參數類型中還可以使用super關鍵字，參照下面一段程序：
private void addstring(collection <? super string> c)
{
c.add("a string");
}
泛型函數
我們在前面提到了統配類型，現在讓我們來設想一個函數，它實現這樣的功能，將一個數組中的元素添加到一個collection中，為了保證程序的通用性，我們可能會寫出另外一段錯誤的代碼：
private void fromarraytocollection(object[] a, collection<?> c)
{
for (object o : a)
{
c.add(o); // 錯誤的代碼
}
}
那么這個函數應該怎么寫呢？我們可以通過對函數添加泛型參數的方法實現，如下面所示：
private <t> void exfromarraytocollection(t[] a, collection<t> c)
{
for (t o : a)
{
c.add(o); //這樣是正確的
}
}
那么，在什么時候我們應該使用統配類型，什么時候我們應該使用泛型函數呢？答案是取決于函數參數之間，函數參數和返回值之間的類型依賴性。
如果一個函數的參數類型與函數返回的參數沒有必然關聯，同時對于該函數其他的參數的類型也沒有依賴關系，那么我們就應該使用統配符，否則就應該使用泛型函數。
為了更清楚地說明這一點，我們可以看一下java.util包中collections類型幾個方法的定義：
class collections {
static void swap(list<?> list, int i, int j) {...}
static <t> void copy (list<? super t> dest, list<? extends t> src) {...}
}
其中swap函數實際上也可以這樣定義：
static <t>void swap(list<t> list, int i, int j) {...}
但是注意到這里泛型類型參數t只在參數中用到了一次，也就是說它和函數其他部分沒有依賴性，這可以看作是我們應該使用?的一個標志。
copy方法中，拷貝源src中的元素必須是dest所能夠接受的，src中的元素必須是t的一個子類，但是具體它是哪種子類我們又不必關心，所以方法中使用了泛型作為一個類型參數，同時也用了統配類型作為第二類型參數
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