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java泛型通配符和类型参数的范围

  • 时间:2016-05-23
  • 发布:微学苑
  • 来源:微学苑

本节先讲解如何限制类型参数的范围,再讲解通配符(?)。

类型参数的范围

在泛型中,如果不对类型参数加以限制,它就可以接受任意的数据类型,只要它是被定义过的。但是,很多时候我们只需要一部分数据类型就够了,用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如,编写一个泛型函数用于返回不同类型数组(Integer 数组、Double 数组等)中的最大值:
  1. public<T>TgetMax(Tarray[]){
  2. Tmax=null;
  3. for(Telement:array){
  4. max=element.doubleValue()>max.doubleValue()?element:max;
  5. }
  6. returnmax;
  7. }
上面的代码会报错,doubleValue() 是 Number 类及其子类的方法,不是所有的类都有该方法,所以我们要限制类型参数 T,让它只能接受 Number 及其子类(Integer、Double、Character 等)。

通过 extends 关键字可以限制泛型的类型的上限,改进上面的代码:
  1. public<TextendsNumber>TgetMax(Tarray[]){
  2. Tmax=null;
  3. for(Telement:array){
  4. max=element.doubleValue()>max.doubleValue()?element:max;
  5. }
  6. returnmax;
  7. }
<T extends Number> 表示 T 只接受 Number 及其子类,传入其他类型的数据会报错。这里的限定使用关键字 extends,后面可以是类也可以是接口。如果是类,只能有一个;但是接口可以有多个,并以“&”分隔,例如 <T extends Interface1 & Interface2>。

这里的 extends 关键字已不再是继承的含义了,应该理解为 T 是继承自 Number 类的类型,或者 T 是实现了 XX 接口的类型。

通配符(?)

上一节的例子中提到要定义一个泛型类来表示坐标,坐标可以是整数、小数或字符串,请看下面的代码:
  1. classPoint<T1,T2>{
  2. T1x;
  3. T2y;
  4. publicT1getX(){
  5. returnx;
  6. }
  7. publicvoidsetX(T1x){
  8. this.x=x;
  9. }
  10. publicT2getY(){
  11. returny;
  12. }
  13. publicvoidsetY(T2y){
  14. this.y=y;
  15. }
  16. }
现在要求在类的外部定义一个 printPoint() 方法用于输出坐标,怎么办呢?

可以这样来定义方法:
  1. publicvoidprintPoint(Pointp){
  2. System.out.println("This point is: "+p.getX()+", "+p.getY());
  3. }
我们知道,如果在使用泛型时没有指名具体的数据类型,就会擦除泛型类型,并向上转型为 Object,这与不使用泛型没什么两样。上面的代码没有指明数据类型,相当于:
  1. publicvoidprintPoint(Point<Object, Object>p){
  2. System.out.println("This point is: "+p.getX()+", "+p.getY());
  3. }
为了避免类型擦除,可以使用通配符(?):
  1. publicvoidprintPoint(Point<?, ?>p){
  2. System.out.println("This point is: "+p.getX()+", "+p.getY());
  3. }
通配符(?)可以表示任意的数据类型。将代码补充完整:
  1. publicclassDemo{
  2. publicstaticvoidmain(String[]args){
  3. Point<Integer, Integer>p1=newPoint<Integer,Integer>();
  4. p1.setX(10);
  5. p1.setY(20);
  6. printPoint(p1);
  7. Point<String, String>p2=newPoint<String,String>();
  8. p2.setX("东京180度");
  9. p2.setY("北纬210度");
  10. printPoint(p2);
  11. }
  12. publicstaticvoidprintPoint(Point<?, ?>p){// 使用通配符
  13. System.out.println("This point is: "+p.getX()+", "+p.getY());
  14. }
  15. }
  16. classPoint<T1,T2>{
  17. T1x;
  18. T2y;
  19. publicT1getX(){
  20. returnx;
  21. }
  22. publicvoidsetX(T1x){
  23. this.x=x;
  24. }
  25. publicT2getY(){
  26. returny;
  27. }
  28. publicvoidsetY(T2y){
  29. this.y=y;
  30. }
  31. }
运行结果:
This point is: 10, 20
This point is: 东京180度, 北纬210度

但是,数字坐标与字符串坐标又有区别:数字可以表示x轴或y轴的坐标,字符串可以表示地球经纬度。现在又要求定义两个方法分别处理不同的坐标,一个方法只能接受数字类型的坐标,另一个方法只能接受字符串类型的坐标,怎么办呢?

这个问题的关键是要限制类型参数的范围,请先看下面的代码:
  1. publicclassDemo{
  2. publicstaticvoidmain(String[]args){
  3. Point<Integer, Integer>p1=newPoint<Integer,Integer>();
  4. p1.setX(10);
  5. p1.setY(20);
  6. printNumPoint(p1);
  7. Point<String, String>p2=newPoint<String,String>();
  8. p2.setX("东京180度");
  9. p2.setY("北纬210度");
  10. printStrPoint(p2);
  11. }
  12. // 借助通配符限制泛型的范围
  13. publicstaticvoidprintNumPoint(Point<? extends Number, ? extends Number>p){
  14. System.out.println("x: "+p.getX()+", y: "+p.getY());
  15. }
  16. publicstaticvoidprintStrPoint(Point<? extends String, ? extends String>p){
  17. System.out.println("GPS: "+p.getX()+","+p.getY());
  18. }
  19. }
  20. classPoint<T1,T2>{
  21. T1x;
  22. T2y;
  23. publicT1getX(){
  24. returnx;
  25. }
  26. publicvoidsetX(T1x){
  27. this.x=x;
  28. }
  29. publicT2getY(){
  30. returny;
  31. }
  32. publicvoidsetY(T2y){
  33. this.y=y;
  34. }
  35. }
运行结果:
x: 10, y: 20
GPS: 东京180度,北纬210度

? extends Number 表示泛型的类型参数只能是 Number 及其子类,? extends String 也一样,这与定义泛型类或泛型方法时限制类型参数的范围类似。

不过,使用通配符(?)不但可以限制类型的上限,还可以限制下限。限制下限使用 super 关键字,例如 <? super Number> 表示只能接受 Number 及其父类。

注意:一般的项目中很少会去设计泛型,这里主要是让读者学会如何使用,为后面的教程做铺垫。
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