Java核心技术 卷1-总结-10

news2024/12/23 16:27:29

Java核心技术 卷1-总结-10

  • 通配符类型
    • 通配符概念
    • 通配符的超类型限定
    • 无限定通配符
    • 通配符捕获

通配符类型

通配符概念

通配符类型中,允许类型参数变化。 例如,通配符类型Pair<? extends Employee>表示任何泛型Pair类型,它的类型参数是Employee的子类,可以是 Pair<Manager>,但不能是Pair<String>
假设要编写一个打印雇员对的方法:

public static void printBuddies(Pair<Employee> p) {
	Employee first = p.getFirst ();
	Employee second = p.getSecond();
	System.out.println(first.getName() + "and" + second.getName() + "are buddies.");
}

不能将Pair传递给这个方法,这一点很受限制。使用通配符类型可以很简单的解决这个问题:

public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)

类型Pair<Manager>Pair<? extends Employee>的子类型(如下图所示)。
在这里插入图片描述

注意:使用通配符不会通过Pair<? extends Employee>的引用破坏Pair<Manager>

Pair<Manager> managerBuddies = new Pair<>(ceo, cfo);
Pair<? extends Employee> wildcardBuddies = managerBuddies; // OK 
wildcardBuddies.setFirst(lowlyEmployee); // compile-time error

对setFirst的调用会产生一个类型错误。具体原因可以观察Pair<? extends Employee>的实现:

? extends Employee getFirst ()
void setFirst(? extends Employee)

这样将不可能调用setFirst方法。编译器只知道需要某个Employee的子类型,但不知道具体是什么类型。它拒绝传递任何特定的类型。 因为?不能用来匹配。

使用 getFirst 就不存在这个问题:将 getFirst 的返回值赋给一个 Employee 的引用完全合法。这就是引入有限定的通配符的关键之处。现在已经有办法区分安全的访问器方法和不安全的更改器方法了。

通配符的超类型限定

通配符限定还有一个附加的能力,即可以指定一个超类型限定(supertype bound),如下所示:

? super Manager 

这个通配符限制为Manager的所有超类型。带有超类型限定的通配符的行为与上述介绍的行为相反。可以为方法提供参数,但不能使用返回值。 例如,Pair<? super Manager>有方法:

void setFirst(? super Manager)
? super Manager getFirst()

编译器无法知道setFirst方法的具体类型,因此调用这个方法时不能接受类型为EmployeeObject的参数。只能传递Manager类型的对象,或者某个子类型(如Executive)对象。另外,如果调用getFirst,不能保证返回对象的类型。只能把它赋给一个Object

下面是一个示例。有一个经理数组,并且想把奖金最高和最低的经理放在一个Pair对象中。这里Pair的类型:Pair是合理的,Pair也是合理的。
在这里插入图片描述
下面的方法将可以接受任何适当的Pair:

public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) {
	if (a.length == 0) {
		return;
	}
	
	Manager min = a[0];
	Manager max = a[0];
	
	for (int i = 1; i < a.length; i++) {
		if(min.getBonus() > a[i].getBonus()) {
			min=a[i];
		}
		if(max.getBonus() < a[i].getBonus()) {
			max = a[i];
		}
	}
	result.setFirst(min);
	result.setSecond(max);
}

带有超类型限定的通配符可以向泛型对象写入,带有子类型限定的通配符可以从泛型对象读取。

下面是超类型限定的另一种应用。Comparable接口本身就是一个泛型类型。声明如下:

public interface Comparable<T> {
	public int compareTo(T other);
}

在此,类型变量指示了other参数的类型。例如,String类实现Comparable,它的compareTo方法被声明为

public int compareTo(String other)

由于Comparable是一个泛型类型,可以这样声明ArrayAlg类的min方法:

public static <T extends Comparable<T>> T min(T[] a)

这样写比只使用T extents Comparable更彻底,并且对许多类来讲,工作得更好。例如,如果计算一个String数组的最小值,T就是String类型的,而StringComparable<String>的子类型。但是,处理一个LocalDate对象的数组时,会出现一个问题。LocalDate实现了ChronoLocalDate,而ChronoLocalDate扩展了Comparable<ChronoLocalDate>。因此,LocalDate实现的是Comparable<ChronoLocalDate>而不是Comparable<LocalDate>
在这种情况下,超类型可以用来进行救助:

public static<T extends Comparable<? super T>> T min(T[] a)... 

现在compareTo方法写成

int compareTo(? super T)

有可能被声明为使用类型T的对象,也有可能使用T的超类型。无论如何,传递一个T类型的对象给compareTo方法都是安全的。

无限定通配符

可以使用无限定的通配符,例如,Pair<?>。类型Pair<?>有以下方法:

? getFirst()
void setFirst(?)

getFirst 的返回值只能赋给一个ObjectsetFirst方法不能被调用,也不能用Object调用。 Pair<?>Pair本质的不同在于:可以用任意Object对象调用原始Pair类的setObject 方法。注意:Pair<?>可以调用 setFirst(null)

这样的类型对于许多简单的操作非常有用。例如,下面这个方法将用来测试一个pair是否包含一个null引用,它不需要实际的类型。

public static boolean hasNulls(Pair<?> p) {
	return p.getFirst()== null || p.getSecond()== null;
}

通过将hasNulls转换成泛型方法,可以避免使用通配符类型:

public static <T> boolean hasNulls(Pair<T> p)

但是,带有通配符的版本可读性更强。

通配符捕获

编写一个交换成对元素的方法:

public static void swap(Pair<?> p)

通配符不是类型变量,因此,不能在编写代码中使用"?"作为一种类型。 也就是说,下述代码是非法的:

? t = p.getFirst();// Error 
p.setFirst(p.getSecond));
p.setSecond(t);

这个问题有一个有趣的解决方案。我们可以写一个辅助方法swapHelper,如下所示:

public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) {
	T t = p.getFirst();
	p.setFirst(p.getSecond());
	p.setSecond(t);
}

注意,swapHelper是一个泛型方法,而swap不是,它具有固定的Pair<?>类型的参数。
现在可以由 swap 调用 swapHelper

public static void swap(Pair<?> p){ 
	swapHelper(p);
}

在这种情况下,swapHelper方法的参数T捕获通配符。它不知道是哪种类型的通配符,但是,这是一个明确的类型,并且<T>swapHelper的定义只有在T指出类型时才有明确的含义。 在这种情况下,并不是一定要使用通配符。因为已经直接实现了没有通配符的泛型方法<T>void swap(Pair<T> p)。然而,下面看一个通配符类型出现在计算中间的示例:

public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) {
	minmaxBonus(a, result);
	PairAlg.swap(result);// OK--swapHel per captures wildcard type
}

在这里,通配符捕获机制是不可避免的。通配符捕获只有在有许多限制的情况下才是合法的。编译器必须能够确信通配符表达的是单个、确定的类型。

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