Java ジェネリックに関する簡単なチュートリアル

ジェネリックは Java SE 5.0 で導入された機能です。この言語機能が登場して以来、ほとんどすべての Java プログラマーが聞いたことがあるだけでなく、使用したこともあると思います。 Java ジェネリックスに関するチュートリアルは、無料のものとそうでないものを問わず、数多くあります。私が出会った最高の教科書は次のとおりです:

• The Java Tutorial

• Java Generics and Collections、Maurice Naftalin と Philip Wadler 著

• Effective Java Chinese Edition (第 2 版)、Joshua Bloch

。

非常に豊富な情報があるにもかかわらず、多くのプログラマが Java ジェネリックの機能と重要性をまだ理解していないように感じることがあります。だからこそ、プログラマーが Java ジェネリックスについて知っておくべき最も基本的なことを最も簡単な形式でまとめたいと思いました。

Java ジェネリックの背後にある動機

Java ジェネリックを理解する最も簡単な方法は、Java ジェネリックを、Java の型変換 (キャスト) 操作を節約できる便利な構文として考えることです:

List<Apple> box = ...;
Apple apple = box.get(0);

上記のコード自体は次のようになります。 clear:box は Apple オブジェクトを含むリストです。 get メソッドは Apple オブジェクト インスタンスを返します。このプロセスでは型変換は必要ありません。ジェネリックスを使用しない場合、上記のコードは次のように記述する必要があります:

List box = ...;
Apple apple = (Apple) box.get(0);

明らかに、ジェネリックスの主な利点は、コンパイラーがパラメーターの型情報を保持し、型チェックを実行し、型変換操作を実行できることです。コンパイラーはこれを保証します。これらの型変換はまったく正しいです。

オブジェクト型の記憶と型変換の実行をプログラマーに依存すると、デバッグや解決が困難なプログラム実行時のエラーが発生する可能性がありますが、コンパイラーは、プログラマーがコンパイル時に多数の型チェックを強制的に実行してエラーを見つけるのに役立ちます。 。

ジェネリックの合成

ジェネリックの合成では、型変数の概念が導入されます。 Java 言語仕様によると、型変数は次の状況で使用される無制限の識別子です:

• ジェネリック クラス宣言

• ジェネリック インターフェイス宣言

• ジェネリック メソッド宣言

• ジェネリック コンストラクター宣言

ジェネリッククラスとインターフェイス

クラスまたはインターフェイスに 1 つ以上の型変数がある場合、それはジェネリックです。型変数は山括弧で区切られ、クラス名またはインターフェイス名の後に配置されます:

public interface List<T> extends Collection<T> {
...
}

簡単に言うと、型変数の役割はパラメーターのようなもので、型チェックのためにコンパイラーに情報を提供します。

Collection フレームワーク全体など、Java クラス ライブラリ内の多くのクラスが、ジェネリックになるように変更されました。たとえば、上記のコードの最初の部分で使用した List インターフェイスはジェネリック クラスです。このコードでは、box は List オブジェクトであり、Apple 型の変数を持つ List インターフェイスのクラス実装のインスタンスです。コンパイラは、get メソッドが呼び出されて Apple オブジェクトを返すときに、この型変数パラメータを使用して自動的に型変換を実行します。

実際、この新しい汎用タグ、つまりこの List インターフェイスの get メソッドは次のようになります。

T get(int index);

get メソッドは実際には型 T のオブジェクトを返し、T は ListType 変数にあります。宣言。

ジェネリックメソッドとコンストラクター(Constructor)

は、メソッドとコンストラクターで1つ以上の型変数が宣言されている場合、それらをジェネリックにすることもできます。

public static <t> T getFirst(List<T> list)

このメソッドは List 型パラメータを受け入れ、型 T のオブジェクトを返します。

例

Java クラス ライブラリで提供されるジェネリック クラスを使用することも、独自のジェネリック クラスを使用することもできます。

データのタイプセーフな書き込み...

次のコードは例であり、List インスタンスを作成し、データをロードします。別のオブジェクトを入力すると、コンパイラによってエラーが表示されます:

List<String> str = new ArrayList<String>();
str.add("Hello ");
str.add("World.");

データのタイプセーフ読み取り...

List オブジェクトを使用すると、常に String オブジェクトを取得できることが保証されます:

str.add(1); // 不能编译

Traverse

String myString = str.get(0);

for (Iterator<String> iter = str.iterator(); iter.hasNext();) {
String s = iter.next();
System.out.print(s);
}

for (String s: str) {
System.out.print(s);
}

Apple a = ...;
Fruit f = a;

List<Apple> apples = ...;
List<Fruit> fruits = apples;

List<Apple> apples;
List<Fruit> fruits = ...;
apples = fruits;

List<Apple> apples = ...;
List<Fruit> fruits = apples;
fruits.add(new Strawberry());

Apple[] apples = ...;
Fruit[] fruits = apples;

Apple[] apples = new Apple[1];
Fruit[] fruits = apples;
fruits[0] = new Strawberry();

void sort(Object[] o);

List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
List<? extends Fruit> fruits = apples;

List<Fruit> fruits = new ArrayList<Fruit>();
List<? super Apple> = fruits;

Apple[] apples = new Apple[1];
Fruit[] fruits = apples;
fruits[0] = new Strawberry();

List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();
List<? extends Fruit> fruits = apples;
fruits.add(new Strawberry());

fruits.add(new Fruit());

Fruit get = fruits.get(0);

List<Fruit> fruits = new ArrayList<Fruit>();
List<? super Apple> = fruits;

fruits.add(new Apple());
fruits.add(new GreenApple());

fruits.add(new Fruit());
fruits.add(new Object());