Java 范型攻略篇
最近需要用范型解决项目的一些特殊问题，上天不负有心人，让我找到了一篇很详细的，盗版过来，以备以后参考，大家如果对范型不熟悉，此刻有空的话也可以看看哦，挺全的。(以下文章来自http://java.chinaitlab.com/model/375974.html)
的Java1.4中在核心代码库中增加了许多新的API(如Loging,正则表达式，NIO)等，在最新发布的JDK1.5和即将发布的JDK1.6中也新增了许多API，其中比较有重大意义的就是Generics(范型）。
一.什么是Generics?
Generics可以称之为参数类型(parameterized types),由编译器来验证从客户端将一种类型传送给某一对象的机制。如Java.util.ArrayList,
编译器可以用Generics来保证类型安全。在我们深入了解Generics之前,我们先来看一看当前的java 集合框架（Collection)。在j2SE1.4中所有集合的Root Interface是Collection
Collections example without genericity:
Example 1
protected void collectionsExample(){ ArrayList list = new ArrayList(); list.add(new String("test string")); list.add(new Integer(9)); // purposely placed here to create a runtime ClassCastException inspectCollection(list);}protected void inspectCollection(Collection aCollection){ Iterator i = aCollection.iterator(); while (i.hasNext()) { String element = (String) i.next(); }}
以上的样例程序包含的两个方法，collectionExample方法建立了一个简单的集合类型ArrayList，并在ArrayList中增加了一个String和一个Integer对象.而在inspecCollection方法中，我们迭代这个ArrayList用String进行Cast。我们看第二个方法，就出现了一个问题,Collection在内部用的是Object，而我们要取出Collection中的对象时,需要进行Cast，那么开发者必需用实际的类型进行Cast,像这种向下造型，编译器无法进行检查,如此一来我们就要冒在代码在运行抛出ClassCastException的危险。我们看inspecCollection方法，编译时没有问题，但在运行时就会抛出ClassCastException异常。所以我们一定要远离这个重大的运行时错误。
二.使用Generics
从上一章节中的CassCastException这种异常，我们期望在代码编译时就能够捕捉到,下面我们使用范型修改上一章的样例程序。
//Example 2
protected void collectionsExample(){ ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add(new String("test string")); // list.add(new Integer(9)); //this no longer compiles5 inspectCollection(list);}protected void inspectCollection(Collection<String> aCollection) { Iterator<String> i = aCollection.iterator(); while(i.hasNext()) { String element = i.next(); }}
从上面第2行我们在创建ArrayList时使用了新语法，在JDK1.5中所有的Collection都加入了Generics的声明。例:
//Example 3
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>{ // details omitted... public void add(E element) { // details omitted } public Iterator<E> iterator() { // details omitted }}
这个E是一个类型变量，并没有对它进行具体类型的定义,它只是在定义ArrayList时的类型占位符,在Example 2中的我们在定义ArrayList的实
例时用String绑定在E上,当我们用add(E element)方法向ArrayList中增加对象时, 那么就像下面的写法一样： public void add(String element)；因为在ArrayList所有方法都会用String来替代E,无论是方法的参数还是返回值。这时我们在看Example 2中的第四行，编译就会反映出编译错误。所以在java中增加Generics主要的目的是为了增加类型安全。
通过上面的简单的例子我们看到使用Generics的好处有：
1.在类型没有变化时，Collection是类型安全的。
2.内在的类型转换优于在外部的人工造型。
3.使Java 接口更加强壮,因为它增加了类型。
4.类型的匹配错误在编译阶段就可以捕捉到，而不是在代码运行时。
受约束类型变量
虽然许多Class被设计成Generics，但类型变量可以是受限的
public class C1<T extends Number>{}public class C2<T extends Person & Comparable>{}
第一个T变量必须继承Number，第二个T必须继承Person和实现Comparable
三.Generics 方法
像Generics类一样，方法和构造函数也可以有类型参数。方法的参数的返回值都可以有类型参数，进行Generics。
//Example 4
public <T extends Comparable> T max(T t1, T t2){ if (t1.compareTo(t2) > 0) { return t1; } else { return t2; }}
这里，max方法的参数类型为单一的T类型，而T类型继承了Comparable，max的参数和返回值都有相同的超类。下面的Example 5显示了max方法的几个约束。
//Example 5
Integer iresult = max(new Integer(100), new Integer(200));
String sresult = max("AA", "BB");
Number nresult = max(new Integer(100), "AAA"); // does not compile
在Example 5第1行参数都为Integer，所以返回值也是Integer，注意返回值没有进行造型。
在Example 5第2行参数都为String，所以返回值也是String，注意返回值没有进行造型。以上都调用了同一个方法。
在Example 5第3行产生以下编译错误：
Example.java:10: incompatible types
found : java.lang.Object&java.io.Serializable&java.lang.Comparable<?>
required: java.lang.Number
Number nresult = max(new Integer(100), "AAA");
这个错误发生是因为编译器无法确定返回值类型，因为String和Integer都有相同的超类Object,注意就算我们修正了第三行，这行代码在运行仍然会报错，因为比较了不同的对象。
四.向下兼容
任何一个新的特色在新的JDK版本中出来后，我们首先关心的是如何于以前编写的代码兼容。也就是说我们编写的Example 1程序不需要任何的改变就可以运行,但是编译器会给出一个"ROW TYPE"的警告。在JDK1.4中编写的代码如何在JVM1.5中完全兼容运行,我们要人工进行一个:Type erasure处理过程
五.通配符
//Example 6
List<String> stringList = new ArrayList<String>();
//List<Object> objectList = stringList ;
//objectList .add(new Object());
//String s = stringList .get(0);
乍一看，Example6是正确的。但stringList本意是存放String类型的ArrayList,而objectList中可以存入任何对象，当在第3行进行处理时，stringList也就无法保证是String类型的ArrayList,此时编译器不允许这样的事出现，所以第3行将无法编译。
//Example 7
void printCollection(Collection<Object> c){ for (Object e : c) { System.out.println(e); }}
Example 7的本意是打印所有Collection的对象,但是正如Example 6所说的，编译会报错，此时就可以用通配符“？”来修改Example 7
//Example 8
void printCollection(Collection<?> c){ for (Object e : c) { System.out.println(e); }}
Example 8中所有Collection类型就可以方便的打印了
有界通配符 <T extends Number>(上界) <T super Number>(下界)
六.创建自己的范型
(以下代码来自http://www.java2s.com/ExampleCode/Language-Basics)
1.一个参数的Generics
//Example 9(没有使用范型)
<strong />
class NonGen{ Object ob; // ob is now of type Object // Pass the constructor a reference to // an object of type Object NonGen(Object o) { ob = o; } // Return type Object. Object getob() { return ob; } // Show type of ob. void showType() { System.out.println("Type of ob is " + ob.getClass().getName()); }}// Demonstrate the non-generic class.public class NonGenDemo{ public static void main(String args[]) { NonGen iOb; // Create NonGen Object and store // an Integer in it. Autoboxing still occurs. iOb = new NonGen(88); // Show the type of data used by iOb. iOb.showType(); // Get the value of iOb. // This time, a cast is necessary. int v = (Integer) iOb.getob(); System.out.println("value: " + v); System.out.println(); // Create another NonGen object and // store a String in it. NonGen strOb = new NonGen("Non-Generics Test"); // Show the type of data used by strOb. strOb.showType(); // Get the value of strOb. // Again, notice that a cast is necessary. String str = (String) strOb.getob(); System.out.println("value: " + str); // This compiles, but is conceptually wrong! iOb = strOb; v = (Integer) iOb.getob(); // runtime error! }}
//Example 10(使用范型)
class Example1<T>{ private T t; Example1(T o) { this.t=o; } T getOb() { return t; } void ShowObject() { System.out.println("对象的类型是："+t.getClass().getName()); }}public class GenericsExample{ /*** @param args*/ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Example1<Integer> examplei=new Example1<Integer>(100); examplei.ShowObject(); System.out.println("对象是："+examplei.getOb()); Example1<String> examples=new Example1<String>("Bill"); examples.ShowObject(); System.out.println("对象是："+examples.getOb()); }}
我们来看Example 9没有使用范型，所以我们需要进行造型，而Example 10我们不需要任何的造型
2.二个参数的Generics
//Example 11
class TwoGen<T, V>{ T ob1; V ob2; // Pass the constructor a reference to // an object of type T. TwoGen(T o1, V o2) { ob1 = o1; ob2 = o2; } // Show types of T and V. void showTypes() { System.out.println("Type of T is " + ob1.getClass().getName()); System.out.println("Type of V is " + ob2.getClass().getName()); } T getob1() { return ob1; } V getob2() { return ob2; }}public class GenericsExampleByTwoParam{ /*** @param args*/ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub TwoGen<Integer, String> tgObj = new TwoGen<Integer, String>(88, "Generics"); // Show the types. tgObj.showTypes(); // Obtain and show values. int v = tgObj.getob1(); System.out.println("value: " + v); String str = tgObj.getob2(); System.out.println("value: " + str); }}
3.Generics的Hierarchy
//Example 12
class Stats<T extends Number>{ T[] nums; // array of Number or subclass // Pass the constructor a reference to // an array of type Number or subclass. Stats(T[] o) { nums = o; } // Return type double in all cases. double average() { double sum = 0.0; for(int i=0; i < nums.length; i++) sum += nums.doubleValue(); return sum / nums.length; }}public class GenericsExampleByHierarchy{ /*** @param args*/ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Integer inums[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Stats<Integer> iob = new Stats<Integer>(inums); double v = iob.average(); System.out.println("iob average is " + v); Double dnums[] = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5 }; Stats<Double> dob = new Stats<Double>(dnums); double w = dob.average(); System.out.println("dob average is " + w); //This won't compile because String is not a //subclass of Number. //String strs[] = { "1", "2", "3", "4", "5" }; //Stats<String> strob = new Stats<String>(strs); //double x = strob.average(); //System.out.println("strob average is " + v); }}
4.使用通配符
//Example 14
class StatsWildCard<T extends Number>{ T[] nums; // array of Number or subclass // Pass the constructor a reference to // an array of type Number or subclass. StatsWildCard(T[] o) { nums = o; } // Return type double in all cases. double average() { double sum = 0.0; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { sum += nums.doubleValue(); return sum / nums.length; } // Determine if two averages are the same. // Notice the use of the wildcard. boolean sameAvg(StatsWildCard<?> ob) { if (average() == ob.average()) { return true;return false; } } public class GenericsExampleByWildcard { /*** @param args*/ public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Integer inums[] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; StatsWildCard<Integer> iob = new StatsWildCard<Integer>(inums); double v = iob.average(); System.out.println("iob average is " + v); Double dnums[] = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5 }; StatsWildCard<Double> dob = new StatsWildCard<Double>(dnums); double w = dob.average(); System.out.println("dob average is " + w); Float fnums[] = { 1.0F, 2.0F, 3.0F, 4.0F, 5.0F }; StatsWildCard<Float> fob = new StatsWildCard<Float>(fnums); double x = fob.average(); System.out.println("fob average is " + x); // See which arrays have same average. System.out.print("Averages of iob and dob "); if (iob.sameAvg(dob)) { System.out.println("are the same."); } else { System.out.println("differ."); System.out.print("Averages of iob and fob "); if (iob.sameAvg(fob)) { System.out.println("are the same."); } else { System.out.println("differ."); } } } } }}
5.使用边界通配符
//Example 15
class TwoD{ int x, y; TwoD(int a, int b) { x = a; y = b; }}// Three-dimensional coordinates. class ThreeD extends TwoD{ int z; ThreeD(int a, int b, int c) { super(a, b); z = c; }}// Four-dimensional coordinates. class FourD extends ThreeD{ int t; FourD(int a, int b, int c, int d) { super(a, b, c); t = d; }}// This class holds an array of coordinate objects. class Coords<T extends TwoD>{ T[] coords; Coords(T[] o) { coords = o; }}// Demonstrate a bounded wildcard. public class BoundedWildcard{ static void showXY(Coords<?> c) { System.out.println("X Y Coordinates:"); for(int i=0; i < c.coords.length; i++) { System.out.println(c.coords.x + " " + c.coords.y); System.out.println(); } } static void showXYZ(Coords<? extends ThreeD> c) { System.out.println("X Y Z Coordinates:"); for(int i=0; i < c.coords.length; i++) { System.out.println(c.coords.x + " " + c.coords.y + " " + c.coords.z); System.out.println(); } } static void showAll(Coords<? extends FourD> c) { System.out.println("X Y Z T Coordinates:"); for(int i=0; i < c.coords.length; i++) { System.out.println(c.coords.x + " " + c.coords.y + " " + c.coords.z + " " + c.coords.t); } System.out.println(); } public static void main(String args[]) { TwoD td[] = { new TwoD(0, 0), new TwoD(7, 9), new TwoD(18, 4), new TwoD(-1, -23) }; Coords<TwoD> tdlocs = new Coords<TwoD>(td); System.out.println("Contents of tdlocs."); showXY(tdlocs); // OK, is a TwoD //showXYZ(tdlocs); // Error, not a ThreeD //showAll(tdlocs); // Erorr, not a FourD // Now, create some FourD objects. FourD fd[] = { new FourD(1, 2, 3, 4), new FourD(6, 8, 14, 8), new FourD(22, 9, 4, 9), new FourD(3, -2, -23, 17) }; Coords<FourD> fdlocs = new Coords<FourD>(fd); System.out.println("Contents of fdlocs."); // These are all OK. showXY(fdlocs); showXYZ(fdlocs); showAll(fdlocs); }}
6.ArrayList的Generics
//Example 16
public class ArrayListGenericDemo{ public static void main(String[] args) { ArrayList<String> data = new ArrayList<String>(); data.add("hello"); data.add("goodbye"); // data.add(new Date());//This won't compile! Iterator<String> it = data.iterator(); while (it.hasNext()) { String s = it.next(); System.out.println(s); } }}
7.HashMap的Generics
//Example 17
public class HashDemoGeneric{ public static void main(String[] args) { HashMap<Integer,String> map = new HashMap<Integer,String>(); map.put(1, "Ian"); map.put(42, "Scott"); map.put(123, "Somebody else"); String name = map.get(42); System.out.println(name); }}
8.接口的Generics
//Example 18
interface MinMax<T extends Comparable<T>>{ T min(); T max();}// Now, implement MinMax class MyClass<T extends Comparable<T>> implements MinMax<T>{ T[] vals; MyClass(T[] o) { vals = o; } // Return the minimum value in vals. public T min() { T v = vals; for(int i=1; i < vals.length; i++) { if(vals.compareTo(v) < 0) { v = vals; } } return v; } // Return the maximum value in vals. public T max() { T v = vals; for(int i=1; i < vals.length; i++) { if(vals.compareTo(v) > 0) { v = vals; } } return v; }}public class GenIFDemo{ public static void main(String args[]) { Integer inums[] = {3, 6, 2, 8, 6 }; Character chs[] = {'b', 'r', 'p', 'w' }; MyClass<Integer> iob = new MyClass<Integer>(inums); MyClass<Character> cob = new MyClass<Character>(chs); System.out.println("Max value in inums: " + iob.max()); System.out.println("Min value in inums: " + iob.min()); System.out.println("Max value in chs: " + cob.max()); System.out.println("Min value in chs: " + cob.min()); }}
9.Exception的Generics
//Example 20
interface Executor<E extends Exception>{ void execute() throws E;}public class GenericExceptionTest{ public static void main(String args[]) { try { Executor<IOException> e = new Executor<IOException>() { public void execute() throws IOException { // code here that may throw an // IOException or a subtype of // IOException } }; e.execute(); } catch(IOException ioe) { System.out.println("IOException: " + ioe); ioe.printStackTrace(); } }}
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