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泛型琐碎之泛型上下限

泛型琐碎之泛型上下限

作者: Twinkle_______ | 来源:发表于2016-01-31 17:12 被阅读574次

    泛型的命名规范

    为了更好地去理解泛型,我们也需要去理解java泛型的命名规范。<br />
    为了与java关键字区别开来,java泛型参数只是使用一个大写字母来定义。各种常用泛型参数的意义如下:

    E — Element,常用在java Collection里,如:List<E>,Iterator<E>,Set<E>
    <br />K,V — Key,Value,代表Map的键值对<br />
    N — Number,数字<br />
    T — Type,类型,如String,Integer等等<br />
    S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th 类型,和T的用法一样

    上下限 概览

      public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
            this(new TreeMap<>(comparator));
      }
     ? 所代表的类型必须是E的父类或就是E 
        
     Collection的addAll:
     addAll(Collection<? extends E> c) 
     ? 所代表的类型得是E的子类或就是E
    

    List<?>

    List<?> 通常用来当作方法参数类型或方法的返回值类型,其参数或其返回值是一个未知类型,可以肯定的是,?是Object,联想一下多态,就会有些明白了。

    下面的代码是会出现异常的:

        List<?> poems = new ArrayList<String>();
        poems.add("life is a song");
    

    ?表示这个List集合中保存的元素是未知类型的,Java不允许把对象放进一个未知类型的集合中,正常的:

    package generic;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * Created by zhoujie on 1/25/16.
     */
    public class First {
        /**
         * ? 都处理成Object, 处理所有类型
         * 可以通过返回一个 List<?>的值, 都被当成Object来处理
         * @param c
         */
        public static void display(List<?> c) {
            for (int i = 0; i < c.size(); i++) {
                // c.get(i) 是Object类型的
                System.out.println(c.get(i));
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            List<String> poems = new ArrayList<>();
            poems.add("life is a song");
            poems.add("some one like you");
            poems.add("you are so beautiful");
            display(poems);
        }
    }
    

    List<? extends Animal>, 通配符的上限

    Animal.java:

    public abstract class Animal {
       public abstract void sing(Perform p);
    }
    

    Cat.java:

    public class Cat extends Animal {
        @Override
        public void sing(Perform p) {
            System.out.println("Hello, audience, I'm a Cat.");
        }
    }
    

    Dog.java:

    public class Dog extends Animal {
        @Override
        public void sing(Perform p) {
            System.out.println("Hello, audience, I'm a dog.");
        }
    }
    
    

    Perform.java:

    public class Perform {
        public void perform(List<Animal> animals) {
            for (Animal a : animals) {
                a.sing(this);
            }
        }
    
    }
    

    下面写一个类测试一下上面的几个类:

    public class TestGeric {
        public static void main(String[] args) {
            List<Dog> dogs = new ArrayList<>();
            Perform p = new Perform();
            dogs.add(new Dog());
            p.perform(dogs);  // 此处代码编译出现异常
        }
    }
    

    List<Dog>不能和perform中的参数 List<Animal> animals对应起来,说明List<Dog>并不是List<Animal>的子类型,可以将Perform类的代码改成:

    public class Perform {
        public void perform(List<?> animals) {
            for (Object o : animals) {
                Animal a = (Animal)o;
                a.sing(this);
            }
        }
    }
    

    这样的改进使用了泛型却还需要进行强制类型转换,略显繁琐。
    继续改进Perform类:

    public class Perform {
        public void perform(List<? extends Animal> animals) {
            for (Animal a : animals) {
                a.sing(this);
            }
        }
    }
    

    终于引出了可爱的List<? extends Animal>,?表示的类型可以是Animal类型和Animal的子类。可以把Animal称为这个通配符(?)的上限(upper bound)。
    和一开始讲的List<?>一样,List<? extends Animal> 通常也是当作函数的参数来指定,

    public void addMonkey(List<? extends Animal> animals) {
        // 下行代码出现编译错误
        animals.add(0, new Monkey());
    }
    

    ?的泛型表达一般都当做方法参数或方法返回值来使用,也就是本笔记中讲述的泛型方法相关。
    还有就是,如下代码:

    public class Apple<T extends Number> {
        T col;
        public static void main(String[] args) {
            //类型只能是Number类型或Number的子类型
            Apple<Integer> ai = new Apple<>();
            //编译错误
            //Apple<String> as = new Apple<>();
        }
    }
    

    <? super E>通配符的下限

    来看一段代码:

    public static <T> T copy(Collection<? super T> dest, Collection<T> src){
        T last = null;
        for (T ele : src) {
            last = ele;
            dest.add(ele);
        }
        return last; //返回一个T类型的变量
    }
    /*
    <? super Type> 通配符 ? 表示它必须是Type本身,或是Type的父类
    */
    
    // 栗子
    List<Number> ln = new ArrayList<>();
    List<Integer> li = new ArrayList<>();
    li.add(2016);
    // 此处可准确地知道最后一个被复制的元素是Integer类型 
    // 与src集合的元素类型相同
    Integer ele = copy(ln, li);
    

    在集合框架中的 TreeSet<E>有一个构造器也用到了这种设定通配符下限的语法,

    TreeSet(Comparator<? super E> c)
    

    Comparator接口也是一个带泛型声明的接口:

    public interface Comparator<T> {
        int compare(T fst, T snd);
    }
    

    看栗子:
    Person类下面有一个子类 Student

    class CompByName implements Comparator<Person>
    {
        @Override
        public int compare(Person o1, Person o2) {
            int temp = o1.getName().compareTo(o2.getName());
            //如果姓名相等,根据年龄来排序
            return (temp == 0) ? (o1.getAge() - o2.getAge()) : temp; 
            
        }
        
    }
    
    class CompByStuName implements Comparator<Student>
    {
        @Override
        public int compare(Student o1, Student o2) {
            int temp = o1.getName().compareTo(o2.getName());
            //如果姓名相等,根据年龄来排序
            return (temp == 0) ? (o1.getAge() - o2.getAge()) : temp; 
        }
    }
    
    /*
    TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
    此处E类型是Person
    下面的代码是编译不通过的 
    看TreeSet的构造器(Comparator<? super E> comparator) 
    根据下面代码的声明,E是Person类型,?表示的类型须是Person类型或Person的父类
    而CompByStuName()是Comparator<Student>类型的
    Student是Person的子类,根据TreeSet(Comparator<? super E> comparator)的约定所有就编译通不过啦
    
    正确的:
    TreeSet<Person> persons = new TreeSet<>(new CompByName()); 
    TreeSet<Student> students = new TreeSet<>(new CompByName());
    TreeSet<Student> students1 = new TreeSet<>(new CompByStuName());
    */   
    TreeSet<Person> persons = new TreeSet<>(new CompByStuName());
    //没有指定泛型,add()中的形参就是Object
    persons.add(new Person("jiaobuchong", 22));
    persons.add(new Person("mesi", 21));
    persons.add(new Person("mark", 23));
    

    定义泛型接口

    public interface World<T> {
        void show(T t);
    }
    

    实现上面的接口:

    //实现方式1:
    public class WorldImpl implements World<String> {
        public void show(String t) {
            System.out.println(t);
        }
    }
    
    //实现方式2:
    public class WorldImpl implements World<T> {
        public void show(T t) {
            System.out.println(t);
        }
    }
    

    测试:

    //实现方式1的测试
    World<String> w = new WorldImpl();
    w.show("hello, girl");
    
    //实现方式2的测试
    World<String> w1 = new WorldImpl<String>();
    w1.show("hello, jiaobuchong");  
    

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