Java学习_泛型
- 什么是泛型。
- Java标准库提供的
ArrayList
内部就是一个Object[]
数组,配合存储一个当前分配的长度,就可以充当“可变数组”。public class ArrayList {
private Object[] array;
private int size;
public void add(Object e) {...}
public void remove(int index) {...}
public Object get(int index) {...}
} 如果用上述
ArrayList
存储String
类型,会有这么几个缺点:需要强制转型;
不方便,易出错。
- 代码必须这么写:
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Hello");
// 获取到Object,必须强制转型为String:
String first = (String) list.get(0);很容易出现ClassCastException,因为容易“误转型”。
list.add(new Integer(123));
// ERROR: ClassCastException:
String second = (String) list.get(1);要解决上述问题,我们可以为
String
单独编写一种ArrayList。
public class StringArrayList {
private String[] array;
private int size;
public void add(String e) {...}
public void remove(int index) {...}
public String get(int index) {...}
}这样一来,存入的必须是
String
,取出的也一定是String
,不需要强制转型,因为编译器会强制检查放入的类型。StringArrayList list = new StringArrayList();
list.add("Hello");
String first = list.get(0);
// 编译错误: 不允许放入非String类型:
list.add(new Integer(123));问题暂时解决。然而,新的问题是,如果要存储
Integer
,还需要为Integer
单独编写一种ArrayList。实际上,还需要为其他所有class单独编写一种
ArrayList。
这是不可能的,JDK的class就有上千个,而且它还不知道其他人编写的class。
为了解决新的问题,我们必须把
ArrayList
变成一种模板:ArrayList<T>
public class ArrayList<T> {
private T[] array;
private int size;
public void add(T e) {...}
public void remove(int index) {...}
public T get(int index) {...}
}T
可以是任何class。这样一来,我们就实现了:编写一次模版,可以创建任意类型的ArrayList。
// 创建可以存储String的ArrayList:
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
// 创建可以存储Float的ArrayList:
ArrayList<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
// 创建可以存储Person的ArrayList:
ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();这样一来,既实现了编写一次,万能匹配,又通过编译器保证了类型安全:这就是泛型。
向上转型
- 在Java标准库中的
ArrayList<T>
实现了List<T>
接口,它可以向上转型为List<T>。
public class ArrayList<T> implements List<T> {
...
} List<String> list = new ArrayList<String>();类型
ArrayList<T>
可以向上转型为List<T>
。不能把ArrayList<Integer>
向上转型为ArrayList<Number>
或List<Number>
。ArrayList<Integer>和ArrayList<Number>两者完全没有继承关系。
- Java标准库提供的
使用泛型
使用
ArrayList
时,如果不定义泛型类型时,泛型类型实际上就是Object
编译器如果能自动推断出泛型类型,就可以省略后面的泛型类型。
// 可以省略后面的Number,编译器可以自动推断泛型类型:
List<Number> list = new ArrayList<>();泛型接口
除了
ArrayList<T>
使用了泛型,还可以在接口中使用泛型。例如,Arrays.sort(Object[])
可以对任意数组进行排序,但待排序的元素必须实现Comparable<T>
这个泛型接口。public interface Comparable<T> {
/**
* 返回负数: 当前实例比参数o小
* 返回0: 当前实例与参数o相等
* 返回正数: 当前实例比参数o大
*/
int compareTo(T o);
}可以直接对
String
数组进行排序。// sort
import java.util.Arrays; public class Main {
public static void main(String[] args) {
String[] ss = new String[] { "Orange", "Apple", "Pear" };
Arrays.sort(ss);
System.out.println(Arrays.toString(ss));
}
}这是因为
String
本身已经实现了Comparable<String>
接口。如果换成我们自定义的Person
类型试试。1 // sort
2 import java.util.Arrays;
3
4 public class Main {
5 public static void main(String[] args) {
6 Person[] ps = new Person[] {
7 new Person("Bob", 61),
8 new Person("Alice", 88),
9 new Person("Lily", 75),
10 };
11 Arrays.sort(ps);
12 System.out.println(Arrays.toString(ps));
13
14 }
15 }
16
17 class Person {
18 String name;
19 int score;
20 Person(String name, int score) {
21 this.name = name;
22 this.score = score;
23 }
24 public String toString() {
25 return this.name + "," + this.score;
26 }
27 }运行程序,我们会得到
ClassCastException
,即无法将Person
转型为Comparable
。我们修改代码,让Person
实现Comparable<T>
接口。1 // sort
2 import java.util.Arrays;
3
4 public class Main {
5 public static void main(String[] args) {
6 Person[] ps = new Person[] {
7 new Person("Bob", 61),
8 new Person("Alice", 88),
9 new Person("Lily", 75),
10 };
11 Arrays.sort(ps);
12 System.out.println(Arrays.toString(ps));
13 }
14 }
15 class Person implements Comparable<Person> {
16 String name;
17 int score;
18 Person(String name, int score) {
19 this.name = name;
20 this.score = score;
21 }
22 public int compareTo(Person other) {
23 return this.name.compareTo(other.name);
24 }
25 public String toString() {
26 return this.name + "," + this.score;
27 }
28 }运行上述代码,可以正确实现按
name
进行排序。
未完待续
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