Generic Types

泛型是在类型上参数化的通用类或interface。下面的Box类将被修改以演示该概念。

一个简单的盒子课

首先检查对任何类型的对象进行操作的非通用Box类。它只需要提供两种方法:set,它向框中添加一个对象,get,则检索该对象:

public class Box {
    private Object object;

    public void set(Object object) { this.object = object; }
    public Object get() { return object; }
}

由于其方法接受或返回Object,因此只要它不是原始类型之一,就可以随意传递任何所需的内容。在编译时无法验证类的使用方式。代码的一部分可能会将Integer放在框中,并希望从中取出Integer,而代码的另一部分可能会错误地传入String,从而导致运行时错误。

Box 类的通用版本

“通用类”以以下格式定义:

class name<T1, T2, ..., Tn> { /* ... */ }

类参数部分后面用尖括号(\<\>)分隔类型参数部分。它指定类型参数(也称为类型变量)T1T2,...和Tn

要更新Box类以使用泛型,请通过将代码“ public class Box”更改为“ public class Box\<T\>”来创建泛型声明。这引入了类型变量T,该变量可以在类内部的任何地方使用。

进行此更改后,Box类变为:

/**
 * Generic version of the Box class.
 * @param <T> the type of the value being boxed
 */
public class Box<T> {
    // T stands for "Type"
    private T t;

    public void set(T t) { this.t = t; }
    public T get() { return t; }
}

如您所见,所有出现的ObjectT代替。类型变量可以是您指定的任何“非原始”类型:任何类类型,任何interface类型,任何数组类型,甚至另一个类型变量。

可以将相同的技术应用于创建通用interface。

类型参数命名约定

按照约定,类型参数名称是单个大写字母。这与您已经知道的变量naming约定形成鲜明对比,并且有充分的理由:如果没有此约定,将很难分辨类型变量与普通类或interface名称之间的区别。

最常用的类型参数名称为:

  • E-元素(由 Java Collections Framework 广泛使用)

  • K 键

  • N-Numbers

  • T 型

  • V-值

  • S,U,V 等-第二,第三,第四类型

您将看到在 Java SE API 以及本类其余部分中使用的这些名称。

调用并实例化泛型类型

要从您的代码中引用通用Box类,您必须执行泛型调用,该类型将T替换为某些具体值,例如Integer

Box<Integer> integerBox;

您可以认为泛型类型调用与普通方法调用类似,但是您没有将参数传递给方法,而是将* type 参数* —在这种情况下为Integer传递给Box类本身。

Type Parameter and Type Argument Terminology:

许多开发人员可以互换使用术语“类型参数”和“类型参数”,但是这些术语并不相同。编码时,提供类型实参以创建参数化类型。因此,Foo\<T\>中的T是类型参数,而Foo\<String\> f中的String是类型参数。在使用这些术语时,本课将遵循此定义。

像任何其他变量声明一样,此代码实际上不会创建新的Box对象。它只是声明integerBox将保留对“ IntegerBox”的引用,这就是Box\<Integer\>的读取方式。

泛型类型的调用通常称为参数化类型

要实例化此类,请照常使用new关键字,但应在类名和括号之间放置\<Integer\>

Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();

The Diamond

在 Java SE 7 和更高版本中,只要编译器可以从上下文确定或推断出类型参数,就可以用一组空的类型参数( <>)替换调用泛型类的构造函数所需的类型参数。 。这对尖括号\ <>被非正式地称为钻石。例如,您可以使用以下语句创建Box\<Integer\>的实例:

Box<Integer> integerBox = new Box<>();

有关菱形符号和类型推断的更多信息,请参见Type Inference

多种类型的参数

如前所述,泛型类可以具有多个类型参数。例如,通用的OrderedPair类,它实现了通用的Pairinterface:

public interface Pair<K, V> {
    public K getKey();
    public V getValue();
}

public class OrderedPair<K, V> implements Pair<K, V> {

    private K key;
    private V value;

    public OrderedPair(K key, V value) {
	this.key = key;
	this.value = value;
    }

    public K getKey()	{ return key; }
    public V getValue() { return value; }
}

以下语句创建OrderedPair类的两个实例:

Pair<String, Integer> p1 = new OrderedPair<String, Integer>("Even", 8);
Pair<String, String>  p2 = new OrderedPair<String, String>("hello", "world");

代码new OrderedPair\<String, Integer\>K实例化为String,将V实例化为Integer。因此,OrderedPair的构造函数的参数类型分别为StringInteger。由于autoboxing,将Stringint传递给该类是有效的。

The Diamond中所述,由于 Java 编译器可以从声明OrderedPair\<String, Integer\>推断KV类型,因此可以使用菱形表示法来缩短这些语句:

OrderedPair<String, Integer> p1 = new OrderedPair<>("Even", 8);
OrderedPair<String, String>  p2 = new OrderedPair<>("hello", "world");

要创建通用interface,请遵循与创建通用类相同的约定。

Parameterized Types

您还可以用参数化类型(即List\<String\>)替换类型参数(即KV)。例如,使用OrderedPair\<K, V\>示例:

OrderedPair<String, Box<Integer>> p = new OrderedPair<>("primes", new Box<Integer>(...));