【数据结构】初识泛型

小灰灰 2023-10-15 21:17 66阅读 0赞

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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。这种限制对代码的束缚就会很大。所以我们引入了泛型。泛型，泛顾名思义就是广泛的意思。就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化。

我们来看下面的代码：

public class Demo03 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            MyArray myArray = new MyArray();
            myArray.setValue(0,10);
            myArray.setValue(1,"hello");
            String pos = myArray.getPos(0); //error
            System.out.println(pos);
        }
    }
    
    class MyArray {
        
        Object[] arr = new Object[10];
    
    	//获取下标为pos的元素
        public Object getPos(int pos) {
        
            return this.arr[pos];
        }
    	//在pos位置放入val元素
        public void setValue(int pos,Object val) {
        
            this.arr[pos] = val;
        }
    }

通过上面的代码我们发现，虽然在这种情况下，当前数组任何数据都可以存放，但是，更多情况下，我们还是希望他只能够持有一种数据类型。而不是同时持有这么多类型。

泛型语法：

class 泛型类名称<类型形参列表> {
        
    // 这里可以使用类型参数
    }
    class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
        
    }
    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, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {
        
    // 可以只使用部分类型参数
    }

我们可以把上面的代码用泛型进行改写：

public class Demo03 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
            myArray.setValue(0,10);
            myArray.setValue(1,11);
        }
    }
    
    class MyArray<T> {
        
        T[] arr = (T[])new Object[10];
    
        public T getPos(int pos) {
        
            return this.arr[pos];
        }
        public void setValue(int pos,T val) {
        
            this.arr[pos] = val;
        }
    }

代码解释：  
类名后的 尖括号T 代表占位符，表示当前类是一个泛型类。  
不能new泛型类型的数组，比如T\[\] t = new T\[5\];  
类型后加入 Integer 指定当前类型  
不需要进行强制类型转换  
编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查。

**泛型类的使用**

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用
    new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象

比如：

MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();
    //等价于 MyArray<Integer> list = new MyArray<>();

注意：泛型只能接受引用类型，所有的基本数据类型必须使用包装类。  
**泛型的上界**  
在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束。

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
        
    //
    }

比如：

public class MyArray<E extends Number> {
        
    //
    }

这样它就只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参。

MyArray<Integer> str1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
    MyArray<String> str2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型

我们来看这道练习：写一个泛型，实现一个方法，方法是求指定类型数组的最大值

public class Demo02 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            FindMaxValue<Integer> tFindMaxValue = new FindMaxValue<>();
            Integer[] array = {
        1,4,6,2,10};
            Integer max = tFindMaxValue.findMax(array);
            System.out.println(max);
        }
    }
    
    //泛型类
    //<T extends Comparable<T>>  T一定是实现了Comparable接口
    class FindMaxValue <T extends Comparable<T>> {
        
        public T findMax(T[] arr) {
        
            T max = arr[0];
            for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        
                if (max.compareTo(arr[i])<0){
        
                    max = arr[i];
                }
            }
            return max;
        }
    }

上面的代码我们也可以使用泛型方法来写

public class Demo02 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Integer[] array1 = {
        1,4,6,2,10};
            Integer max1 = FindMaxValue1.findMax(array1);
            System.out.println(max1);
        }
    }
    
    class FindMaxValue1 {
        
        //泛型方法
        public static <T extends Comparable<T>> T findMax(T[] arr) {
        
            T max = arr[0];
            for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
        
                if (max.compareTo(arr[i])<0){
        
                    max = arr[i];
                }
            }
            return max;
        }
    }