java核心技术卷之泛型程序设计

为什么要使用泛型程序设计

泛型程序设计（Generic programming)意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。例如，我们并不希望为聚集String和File对象分别设计不同的类。实际上，也不需要这样做，因为一个ArrayList类可以聚集任何类型的对象。这是一个泛型程序设计的实例。

在Java中增加范型类之前，泛型程序设计是用继承实现的。AirayList类只维护一个Object引用的数组:

public class ArrayList // before generic classes

{

private Object[] elementdata;

public Object get(int i) { . . . }

public void add (Object o){..}

}

这样的实现有两个问题。当获取一个值时必须进行强制类型转换。

ArrayList files = new ArrayList（）;

• • •

String filename = (String) files.get（0）；

此外，这里没有错误检查。对以向数组列表中添加任何类的对象。

files.add(new File(“.....”));

对于这个调用，编译和运行都不会出错。然而在其他地方，如果将get的结果强制类型转换为String类型，就会产生一个错误。泛塑提供了一个更好的解决方案：类型参教（type parameters)。ArrayList类有一个类型参数用来指示元素的类型：

ArrayList<Stnng> files = new ArrayList<String>（）;

这使得代码具有更好的可读性。人们一看就知道这个数组列表中包含的是String对象。

编译器也可以很好地利用这个信息。当调用get的时候，不需要进行强制类型转换，编译器就知道返回值类型为String,而不是Object:

String filename = files.get(O);

编译器还知道ArrayList<String>中add方法有一个类型为String的参数。这将比使用 Object类型的参数安全一些。现在，编译器可以进行检查，避免插入错误类型的对象。例如:

files.add(new File(". . “)); // can only add String objects to an ArrayList<String>

是无法通过编译的。出现编译错误比类在运行时出现类的强制类型转换异常要好得多。类型参数的魅力在于：使得程序具有更好的可读性和安全性。

定义简单泛型类

一个泛型类（generic class)就是具有一个或多个类型变量的类。本章使用一个简单的 Pair类作为例子。对于这个类来说，我们只关注泛型，而不会为数据存储的细节烦恼。下面是Pair类的代码：

public class Pair<T>

{

private T first;

private T second;

public Pair() { first = null; second = null; }

public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }

public T getFirst() { return first; }

public T getSecond() { return second; }

public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }

public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }

}

Pair类引入了一个类型变量T，用尖括号（<>)括起来，并放在类名的后面。泛型类可以有多个类型变量。例如，可以定义Pair类，其中第一个域和第二个域使用不同的类型：

public class Pair<T， U> { . . . }

类定义中的类型变量指定方法的返冋类型以及域和局部变量的类型。例如：

private T first; // uses the type variable

用具体的类型替换类型变量就可以实例化泛型类。例如：

Pair<String>

时以将结果想象成带有构造器的普通类：

Pai r<String>（）

Pair<String>(String， String)

和方法：

String get First ()

String getSecond（）

void setFirst (String)

void setSecond(String)

换句话说，泛型类可看作普通类的工厂。

程序清单中的程序使用了 Pair类。静态的minmax方法遍历了数组并同时计算出最小值和最大值。它用一个Pair对象返回了两个结果。回想一下compareTo方法比较两个字符串，如果字符串相同则返冋0;如果按照字典顺序，第一个字符串比第二个字符串靠前，就返回负值，否则，返回正值。

示例代码：

Pair类：

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T>
{
    public Pair() { first = null; second = null; }
    public Pair(T first, T second) { this.first = first;  this.second = second; }

    public T getFirst() { return first; }
    public T getSecond() { return second; }

    public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }
    public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }

    private T first;
    private T second;
}

PairTest1类

/**
 * Created by IBM on 2017/10/16.
 */

public class PairTest1 {
    public static void main(String[] args)
    {
        String[] words = { "Mary", "Ahad", "a", "little", "lamb" };
        Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);
        System.out.println("min = " + mm.getFirst());
        System.out.println("max = " + mm.getSecond());
    }
}
class  ArrayAlg{
    public static Pair<String>minmax(String[] a){
        if (a == null || a.length == 0) return null;
        String min=a[0];
        String max=a[0];
        for (int i=0;i<a.length;i++){
            if(min.compareTo(a[i])>0)min=a[i];
            if(max.compareTo(a[i])<0)max=a[i];
        }
        return new Pair<>(min,max);
    }
}

运行结果：

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