J2SE5.0 实例---泛型
2024-07-21 02:14:11
供稿：网友
泛型简介
泛型其实并不是一种新的语言元素，c++中早就就有，但是在c++之后的java却没有吸收这个特性，现在java也有了泛型的特性，大概也和.net的竞争有关系吧。
首先看泛型的一个应用。
在过去，我们可能经常要写一些类似这样的代码：
list stringlist=new linkedlist();
stringlist.add("firststring");
stringlist.add("secondstring");
string str=(string)stringlist.iterator().next();
实际上第三行对string的类型转换意义并不大，因为通常我们如果在操作一个list，都是知道这个list里面放的是什么类型对象的，但是我们如果不这样写又通不过语法检查。
利用java的泛型机制，我们可以这么写：
list<string> stringlist=new linkedlist<string>();
stringlist.add("firststring");
stringlist.add("secondstring");
string str=stringlist.iterator().next();
这样做的好处是在定义容器的时候就指明了容器中的类型，一方面我们不再需要取一个元素时候做强制类型转换，另外一方面如果在这个容器中放入的对象类型不符合要求，那么会在编译时候产生一个错误，而不是在运行时候才抛出一个异常。
另外这样也提高了程序的可读性。
泛型类型的定义
下面是一个简单的使用泛型类的定义：
public class mygenericclass<t> {
private t value;
public t getvalue() {
return value;
}
public void setvalue(t value) {
this.value = value;
}
}
值得注意的一点是，静态变量不能够使用泛型定义，也就是说类似下面的语句是非法的：
public class mygenericclass<t> {
public static t value;//错误的定义
}
此外，泛型的定义不会被继承，举个例子来说，如果a是b的子类，而c是一个声明了泛型定义的类型的话，c<a>不是c<b>的子类。为了更好的说明，可以看下面的代码，这段代码是错误的。
list<string> strlist =new arraylist<string>();
list<object> objlist=strlist; //错误的赋值
不过这样一段代码是正确的：
list<object> strlist =new arraylist<object>();
strlist.add("jsdkfjsdl");
统配类型
假设我们需要这样一个函数，使用它可以把一个集合中所有的元素打印出来，在以前我们可能这样定义：
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们可能会这样写：
void printcollection(collection<object> c)
{
for (object e : c)
{
system.out.println(e);
}
}
但是这样有一个问题，假如我们现在有个对象类型是collection<string>，那么我们不能够将它作为参数传给printcollection，因为collection<string>并不是collection<object>的子类。
为了解决这个问题，我们可以使用统配类型?，也就是定义成下面这个样子：
void printcollection(collection<?> c)
{
for (object e : c)
{
system.out.println(e);
}
}
可以说collection<?>是所有collection的父类。
再来看一段下面的代码
private void clearallmaps(collection<map> c)
{
for(map m:c)
{
m.clear();
}
}
毫无疑问，它也存在上面我们所说的问题，也就是对hashmap之类map的子类无法进行操作，但是如果我们将参数改成collection<?>又不大合理，因为我们只希望对父类为map的子类进行操作，那么我们可以这样改写：
private void clearallmaps(collection<? extends map> c)
{
for(map m:c)
{
m.clear();
}
}
类似于? extends map之类的统配符称为限定统配类型。
假设一个对象h类型为collection<hashmap>，那么我们将h作为参数传给clearallmaps，如下面一段代码所示：
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);
对于在类似于上面所说，使用了? extend xxx的方法，值得注意的一点是不能够在方法体内用xxx的子类对象作为代替。如下面一段代码是错误的：
public void addrectangle(list<? extends shape> shapes)
{
shapes.add(0, new rectangle()); // 错误用法!
}
这里我们假设rectangle是shape的一个子类。
不允许这样写的原因比较简单，因为调用该方法时候参数类型可能是shape的另外一个子类。假如说shape除了rectangle这个子类以外还有另外一个子类circle，那么我们可以把一个list<circle>类型的对象作为参数传给这个方法（注意这样是合法的），而在方法体内却把一个rectangle对象放到了shapes里面，这显然是不合理的。
除了extends，在泛型参数类型中还可以使用super关键字，参照下面一段程序：
private void addstring(collection <? super string> c)
{
c.add("a string");
}
泛型函数
我们在前面提到了统配类型，现在让我们来设想一个函数，它实现这样的功能，将一个数组中的元素添加到一个collection中，为了保证程序的通用性，我们可能会写出另外一段错误的代码：
private void fromarraytocollection(object[] a, collection<?> c)
{
for (object o : a)
{
c.add(o); // 错误的代码
}
}
那么这个函数应该怎么写呢？我们可以通过对函数添加泛型参数的方法实现，如下面所示：
private <t> void exfromarraytocollection(t[] a, collection<t> c)
{
for (t o : a)
{
c.add(o); //这样是正确的
}
}
那么，在什么时候我们应该使用统配类型，什么时候我们应该使用泛型函数呢？答案是取决于函数参数之间，函数参数和返回值之间的类型依赖性。
如果一个函数的参数类型与函数返回的参数没有必然关联，同时对于该函数其他的参数的类型也没有依赖关系，那么我们就应该使用统配符，否则就应该使用泛型函数。
为了更清楚地说明这一点，我们可以看一下java.util包中collections类型几个方法的定义：
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函数实际上也可以这样定义：
static <t>void swap(list<t> list, int i, int j) {...}
但是注意到这里泛型类型参数t只在参数中用到了一次，也就是说它和函数其他部分没有依赖性，这可以看作是我们应该使用?的一个标志。
copy方法中，拷贝源src中的元素必须是dest所能够接受的，src中的元素必须是t的一个子类，但是具体它是哪种子类我们又不必关心，所以方法中使用了泛型作为一个类型参数，同时也用了统配类型作为第二类型参数
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