Java开发笔记（六十八）从泛型方法探究泛型的起源

前面介绍各类容器之时，经过在容器名称后面添加包裹数据类型的一对尖括号，表示该容器存放的是哪一种类型的元素。这样一来总算把Java当中的各种括号都凑齐了，例如包裹一段代码的花括号、指定数组元素下标的方括号、容纳方法输入参数的圆括号，还有最近跟在容器名称以后的尖括号。但是为何尖括号要加到容器后面呢？它还能不能用于其它场合？若想对尖括号的前因后果究根问底，就得从泛型的概念提及了。
不论是方法仍是类，都支持输入指定类型的参数，其中方法的输入参数在调用方法时填写，而类的输入参数可经过构造方法传递。在这两种参数输入的状况中，参数类型是早就肯定好的，只有参数值才会动态变化，那要是连参数类型都不肯定，得等到方法调用或者建立实例的时候才能肯定参数类型，这可如何是好？为解决此种需求，各种编程语言纷纷祭出泛型的绝招，所谓“泛型”它的表面意思是空泛的类型，也就是不明确的类型，既然类型在方法定义或者类定义时仍不明确，只好留待要用的时候再指定了。
为了更好地理解泛型的根源，接下来先看个简单的例子。现在有两个数字，一个是整数1，另外一个是带小数点的1.0，光光从算术方面比较的话，1与1.0确定相等。可是到了Java语言这里，使用包装整型变量保存整数1，使用包装浮点型变量保存小数1.0f，而后两者经过equals方法进行校验，判断结果倒是不等的。此处对整数与小数开展比较的代码以下所示：

		Integer oneInt = 1;
		Float oneFloat = 1.0f;
		boolean equalsSimple = oneInt.equals(oneFloat);
		System.out.println("equalsSimple="+equalsSimple);

 

运行以上的测试代码，发现日志输出信息为“equalsSimple=false”，该结果看似咄咄怪事，实际上是必然的，由于它们的变量类型都不同，致使编译器认为两者的类型尚不吻合，遑论其它。若想进行包装数值变量之间的相等判断，就必须把有关变量转换为相同类型，再做指定精度的数值一致性检验。考虑到Integer和Float都继承自Number类型，系出同源的还有Long、Double等类型，因而可将这些包装变量通通转为Number类型，而后从Number变量获取双精度数值加以比较。据此编写的方法代码示例以下：

	// 经过Number基类比较两个数值变量是否相等
	public static boolean equalsNumber(Number n1, Number n2) {
		return n1.doubleValue() == n2.doubleValue();
	}

 

从上面的equalsNumber方法可见，它的输入参数为Number型，同时涵盖了Number及其派生出来的全部子类。对于这种状况，Java容许泛化参数类型，即先声明一个由Number扩展而来的类型T，再把T做为输入参数的变量类型。下面是具体的类型泛化代码：

	// 经过泛型变量比较两个数值变量是否相等。利用尖括号包裹泛型的派生操做
	public static <T extends Number> boolean equalsGeneric(T t1, T t2) {
		return t1.doubleValue() == t2.doubleValue();
	}

 

虽然equalsNumber与equalsGeneric的参数格式有所不一样，但实际上两个方法是等价的，它们支持的入参类型都属于Number及其子类。

紧接着再来看个数组元素拼接成字符串的例子，编码调试的过程当中，程序员经常想知道某个数组里面究竟放了哪些元素，这时便须要将数组的全部元素都打印出来。然而数组变量自身不能自动转成字符串，只能经过Arrays工具的toString方法输出拼接好的字符串，假若由程序员本身编码去拼接数组元素，那又该如何处理？由于普通的数据类型也同时支持数组形式，因此要想整个通用的字符串拼接方法，必须找到这些数据类型的共同基类，刚好Java也提供了这个基类名叫Object，那末把“Object[]”看成通用的数组类型真是再合适不过了。如此一来，数组各元素的字符串拼接代码就变成了下面这般：

	// 把对象数组里的各个元素拼接成字符串
	public static String objectsToString(Object[] array) {
		String result = "";
		if (array!=null && array.length>0) {
			for (int i=0; i<array.length; i++) {
				if (i > 0) {
					result = result + " | ";
				}
				result = result + array[i].toString();
			}
		}
		return result;
	}

 

接着让外部运行一段测试代码，检查看看字符串拼接是否正常运行，测试代码以下：

		Double[] doubleArray = new Double[] { 1.1, 2D, 3.1415926, 11.11 };
		System.out.println("objectsToString=" + objectsToString(doubleArray));

 

运行上述的测试代码，观察输出的日志发现拼接功能彻底正常：

objectsToString=1.1 | 2.0 | 3.1415926 | 11.11

 

Object做为普通数据类型的基类，天然它也支持泛化的写法，即先声明一个由Object扩展而来的类型T，再把T做为输入参数的变量类型，因而类型泛化的代码格式形如“<T extends Object>”。因为Object是Java默认的原始基类，如同你们自定义新类时都没写“extends Object”那样，类型泛化也没必要显式写明“extends Object”，所以“<T extends Object>”完成能够简写为“<T>”。这样采起泛化简写的字符串拼接泛型代码以下所示：

	// 把泛型数组里的各个元素拼接成字符串。<T> 等同于 <T extends Object>
	//public static <T extends Object> String arraysToString(T[] array) {
	public static <T> String arraysToString(T[] array) {
		String result = "";
		if (array!=null && array.length>0) {
			for (int i=0; i<array.length; i++) {
				if (i > 0) {
					result = result + " | ";
				}
				result = result + array[i].toString();
			}
		}
		return result;
	}

 

如今给出了数组类型的泛型写法，容器类型也能依样画葫芦，对应于泛型数组的“T[]”，原先通用的清单数据就变成了类型“List<T>”。改写以后的清单元素拼接代码示例以下：

	// 把List清单里的各个元素拼接成字符串，此处使用了泛型
	public static <T> String listToString(List<T> list) {
		String result = "";
		if (list!=null && list.size()>0) {
			for (int i=0; i<list.size(); i++) {
				if (i > 0) {
					result = result + " | ";
				}
				result = result + list.get(i).toString();
			}
		}
		return result;
	}

 

对于包括清单在内的容器类型来讲，还能在尖括号内部填上问号，一样表示里面的数据类型是不肯定的，就像下列代码演示的那样：

	// 把List清单里的各个元素拼接成字符串，此处使用了问号表示不肯定类型
	public static String listToStringByQuestion(List<?> list) {
		String result = "";
		if (list!=null && list.size()>0) {
			for (int i=0; i<list.size(); i++) {
				if (i > 0) {
					result = result + " | ";
				}
				result = result + list.get(i).toString();
			}
		}
		return result;
	}

 

不过带有问号的“<?>”写法有很大的局限性，它既不如泛型灵活，也不如Object通用。问号写法仅仅适用于个别场合，并不推荐在通常方法中运用。单单拿问号跟泛型比较的话，主要有如下几点区别：
一、问号只能用于给泛型类建立实例，自己不能建立实例。而泛型T既可用于泛型类建立实例，也可用于给自身建立实例，如“T t;”
二、问号只可用做输入参数，不可用做输出参数。而泛型T用于两者皆可。
三、使用了问号的容器实例，只容许调用get方法，不容许调用add方法。而泛型容器不存在方法调用的限制。

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