一文带领大家了解什么是泛型

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念君思宁 发表于 2023/02/07 18:09:08 2023/02/07
【摘要】 一文带领大家了解什么是泛型

对于泛型!其实大家了解不是很多,在各大高校的学习中,如果你不去深入的了解泛型,老师只是会一水儿过,并不会单独去带领大家了解!!那么,笔者结合自身的学习泛型的想法,结合了一些课件,索性写出了一篇关于泛型的简单博客,来带领大家了解泛型!!

一般的类和方法,只能使用具体的类型: 要么是基本类型,要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的 代码,这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。

                                                                            ----- 来源《Java编程思想》对泛型的介绍。

简而言之,泛型:就是适用于许多许多类型,从代码上讲,就是对类型实现参数化!

在Java语法中,泛型是一个较难的语法,但是,在目前这个博客中,笔者仅仅讲解一部分,目前所接触的只是一丢丢!!后续在数据结构进阶阶段将会深入了解泛型!!

引出泛型??

实现一个类,类中包含一个数组成员,使得这个数组可以实现存放任何类型的数据,也可以根据成员方法返回数组中的某个下标的值??

解题思路:

  1. 我们之前学过的数组,只能存放指定类型的元素!
    int[] array = new int[10];
    String[] strs = new String[10];
  2. 所有类的父类默认为Object类,数组是否可以创建为Object类??

 下面请看笔者根据上面两个思路所进行书写的代码:

 
class MyArray {
    public Object[] obj = new Object[3];
    
    public Object getPos(int pos) {
        return obj[pos];
    }//返回所对应的pos下标的值
    
    public void setObj(int pos , Object val) {
        obj[pos] = val;
    }//将数组下标为pos的元素赋值为val
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      MyArray myArray = new MyArray();
      
      myArray.setObj(0,10);//存放整型
        myArray.setObj(1,"hello"); //存放字符串
        myArray.setObj(2,10.56); //存放double类型 
        //实现了存储任意类型的数据!
    }
}

对于上述代码,实现了一个数组,并且该数组内部可以存放任何数据,但是,当我们想要打印该数组中的某下标的值时,列如: double d = myArray.getPos(2); 这样写会进行报错!!

d1e920842cc54a0f870f9e5af585e677.png

当我们进行强制类型转化的时候,double d = (double) myArray.getPos(2); 不会进行报错了!!

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那么疑问又来了,笔者现在定义的数组很小,我们可以看到数组里面存储的数据类型,但是,当我们定义一个很大很大的数组时,当输出某一元素的时候,又怎能知道该下标所对应的元素类型呢??

上述代码实现后,我们可以发现:

  1. 任何类型的数据都可以存放
  2. 获取数据的时候(double d = myArray.getPos(2) ),编译报错,必须进行强制类型转化

虽然在这种情况下,当前数组任何数据都可以存储,但是,更多情况下,我们还是希望他只能持有一种数据类型,而不是同时持有这么多的类型,所以,泛型,的主要目的,就是指定当前的容器,要 持有什么类型的对象,让编译器去做检查,此时,就需要把类型作为参数进行传递,需要什么类型,就传入什么类型!

下面请看笔者的简单的代码:

 
class MyArray<T> {
    //public Object[] obj = new Object[3];
    
    public T[] obj = (T[])new Object[3];
    //先这样理解,会有警告
    //在Java官方不会这样去写
 
    public T getPos(int pos) {
        return obj[pos];
    }//返回所对应的pos下标的值
 
    public void setObj(int pos , T val) {
        obj[pos] = val;
    }//将数组下标为pos的元素赋值为val
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>();
        //实列化对象的同时,指定当前泛型类的指定参数类型是Integer
        //然后就可以进行存储指定的数据类型
        
        myArray.setObj(0,10);
        myArray.setObj(1,78);
        myArray.setObj(2,99);
        //myArray.setObj(0,"sjd");//传入不是整型的数据,会进行报错
        
        Integer d = myArray.getPos(2);  //不需要强制类型转化
    }
}

对于上述代码,便是泛型的简单应用,如果您能看懂上述的代码,那么,恭喜你,对于泛型的简单应用,你已经学会了!!

对于泛型,有着下面几个简单的意义:

  1. 存储数据的时候,可以帮助我们进行自动的类型检查
  2. 获取元素的时候,可以帮助我们进行类型转化

上述的两点意义,是在编译的时候,就进行的,因此,泛型是编译时期的一种机制,在运行的时候,没有泛型的概念!!

下面来带领大家走进泛型的语法!!

语法1:

语法1:

 class 泛型类名称 <类型形参列表> {

// 这里可以使用类型参数

}

语法1 的使用情况为

class ClassName<T1,T2,T3…………Tn> {

…………

}

语法2:

语法2:

class 泛型类名称 <类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */

{

// 这里可以使用类型参数

}

 

class ClassName<T1,T2,T3…………Tn> extends ParentClass<T1> {

// 可以只使用部分类型参数

}

 

对于上述的类名后的<T> 代表占位符,表示当前类是一个泛型类!!

了解一下: ;类型形参一般使用一个大写字母表示,常用的占位符有:

  1. E   表示:Element
  2. K   表示:Key
  3. V   表示:Value
  4. N   表示:Number
  5. T   表示:Type
  6. S,U,V等等,第二,第三,第四个类型

在上述占位符中,E , K , V , T 所应用的比较多!!谨记,其实对于上述的用法,笔者也……尴尬了!

值得注意的是:不可以new 一个泛型类型的数组(语法规定)比如:public T[] obj = new T[3]; 这个就是一个错误的做法!因此,泛型当中,不能实列化一个泛型类型的数组!!!

小结一下,瞬间开心:

  1. 泛型是将数据类型参数化进行传递
    MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>();
    
  2. 使用<T>,表示当前类是一个泛型类
  3. 泛型目前为止的优点:数据类型参数化,编译时自动进行检查和转化
  4. 运行的时候,没有泛型的概念,编译完成之后,泛型被擦除为Object(擦除机制仅作了解即可)

在Java的泛型机制是在编译级别实现的,编译器生成的字节码在运行的期间,并不包含泛型的类型信息

下面笔者就Java当中,泛型的正确写法,来简单书写一下:(以后将会经常使用)Java官方的写法!

    public Object[] obj = new Object[3];
 
    public E getPos(int pos) {
         return (E)obj[pos];
    }

 对于上述代码的简单解析:

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 上面笔者简单的介绍了一下泛型,那么,就用泛型来实现一个小小的练习题吧!!

实现一个泛型,泛型类里面写一个方法,来求得数组的最大值??

 对于这个方法,我们可以根据最原始的:求数组的最大值的代码,来进行简单改写,然后改编成为我们想要的代码!

抛开泛型,我们在以前在数组中寻找最大值的代码为:

//抛开泛型,我们在以前在数组中寻找最大值的代码为:
class Alg{
    public int findMax(int[] array) {
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (max < array[i]) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

对于上述代码,想必,到目前为止,大家已经了然于胸了吧!!不用在进行讲解了!!

那么,笔者就根据上述的代码进行简单改写一下,然后就出现我们想要的泛型写法了!!请大家仔细对比一下哟!

class Alg<E extends Comparable<E>>{
    public E findMax(E[] array) {
        E max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Alg<Integer> alg = new Alg<>();
        Integer[] array = {1,4,7,29,20,48,21,23};
        Integer val =alg.findMax(array);
        System.out.println(val);
    }
}

上述代码,便是用泛型来实现要求!!代码的运行结果为:

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简单解析一下吧!:

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上述代码是一个泛型类,那么有没有泛型方法呢??那么,请看笔者下面的代码吧!来带领大家用泛型方法来实现一下题目需求!!

//泛型方法
class Alg{
    public <E extends Comparable<E>> E findMax(E[] array) {
        E max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
       Alg alg = new Alg();
        Integer[] array = {1,4,7,29,20,48,21,23};
        Integer val =alg.findMax(array);
        System.out.println(val);
    }
}

上述的代码,就是用泛型方法来实现,求得数组中的最大值

代码的运行结果也是正确的!!

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 对于这个方法,必须通过对象的引用才能调用!!

思考一下,如果我们不想通过对象的引用,那么我们应该怎么办??

很简单,将其改为静态(static)修饰的的不就行了吗??

请看笔者代码:

//泛型的静态方法
class Alg{
    public static  <E extends Comparable<E>> E findMax(E[] array) {
        E max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] array = {1,4,7,29,20,48,21,23};
        Integer val =Alg.findMax(array);
        System.out.println(val);
    }
}

上述代码,就是用静态(static)来修饰的!!

静态方法不依赖于对象,可以通过类名进行访问!!

对于此篇博客,有不懂的各位老铁,欢迎来咨询

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