32. Java – Дженерики (обобщения)

Было бы неплохо, если бы мы могли написать один метод сортировки, который мог бы сортировать элементы в массиве Integer, массиве String или массиве любого типа, поддерживающего упорядочение.

Java методы обобщения и общие классы позволяют программистам указывать с объявлением одного метода набор связанных методов или с объявлением одного класса набор связанных типов, соответственно.

В Java дженерики также обеспечивают безопасность типа компиляции, которая позволяет программистам ловить недопустимые типы во время компиляции.

Используя концепцию Java Generic, мы можем написать общий метод для сортировки массива объектов, а затем вызвать общий метод с массивами Integer, Double, String и т.д., чтобы отсортировать элементы массива.

Общие методы

Вы можете написать одно обобщенное объявление метода, которое можно вызвать с помощью аргументов разных типов. Основываясь на типах аргументов, переданных на общий метод, компилятор обрабатывает каждый вызов метода соответствующим образом. Ниже приведены правила определения общих методов:

• Все объявления обобщенного метода имеют раздел параметров типа, разделенный угловыми скобками (), который предшествует возвращаемому типу метода ( в следующем примере).
• Раздел параметров каждого типа содержит один или несколько параметров типа, разделенных запятыми. Параметр типа, также известный как переменная типа, является идентификатором, который указывает общее имя типа.
• Параметры типа могут использоваться для объявления возвращаемого типа и действуют как заполнители для типов аргументов, переданных в общий метод, которые известны как аргументы фактического типа.
• Тело общего метода объявлено как тело любого другого метода. Обратите внимание, что параметры типа могут представлять только ссылочные типы, а не примитивные типы (например, int, double и char).

Пример

Следующий пример показывает, как мы можем выводить массив различного типа, используя один общий:

public class GenericMethodTest {
   // Общий метод printArray
   public static < E > void printArray( E[] inputArray ) {
      // Отображаем элементы массива
      for(E element : inputArray) {
         System.out.printf("%s ", element);
      }
      System.out.println();
   }

   public static void main(String args[]) {
      // Создание массивов типа Integer, Double и Character
      Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
      Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
      Character[] charArray = { 'П', 'Р', 'И', 'В', 'Е', 'Т'};

      System.out.println("Массив integerArray содержит:");
      printArray(intArray);   // передать массив Integer

      System.out.println("\nМассив doubleArray содержит:");
      printArray(doubleArray);   // передать массив Double

      System.out.println("\nМассив characterArray содержит:");
      printArray(charArray);   // передать массив Character
   }
}

Получим следующий результат:

Массив integerArray содержит:
1 2 3 4 5 

Массив doubleArray содержит:
1.1 2.2 3.3 4.4 

Массив characterArray содержит:
П Р И В Е Т

Параметры ограниченного типа

Могут быть случаи, когда вы захотите ограничить виды типов, которым разрешено быть переданными типу параметра. Например, метод, который работает с числами, может только принимать экземпляры Number или его подклассов. Для этого используются параметры ограниченного типа.

Чтобы объявить параметр ограниченного типа, введите имя параметра типа, за которым следует ключевое слово extends, а затем его верхняя граница.

Пример

Следующий пример иллюстрирует, как extends используется в общем смысле для обозначения либо «extends» (как в классах), либо «implements» (как в интерфейсах). Это пример общего метода для возврата самого большого из трех объектов Comparable:

public class MaximumTest {
   // Определяем наибольший из трёх Comparable объектов
   
   public static > T maximum(T x, T y, T z) {
      T max = x;   // Предположим, что x изначально максимальный
      
      if(y.compareTo(max) > 0) {
         max = y;   // здесь y пока что наибольший
      }
      
      if(z.compareTo(max) > 0) {
         max = z;   // здесь z наибольший сейчас                 
      }
      return max;   // возвращается максимальный объект   
   }
   
   public static void main(String args[]) {
      System.out.printf("Максимумом из %d, %d и %d является %d\n\n", 
         3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ));

      System.out.printf("Максимумом из %.1f,%.1f и %.1f является %.1f\n\n",
         6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ));

      System.out.printf("Максимумом из %s, %s и %s является %s\n","груша",
         "яблоко", "апельсин", maximum("груша", "яблоко", "апельсин"));
   }
}

Получим следующий результат:

Максимумом из 3, 4 и 5 является 5

Максимумом из 6.6,8.8 и 7.7 является 8.8

Максимумом из груша, яблоко и апельсин является груша

Общие классы

Объявление общего класса выглядит как объявление не общего класса, за исключением того, что за именем класса следует раздел параметров типа.

Как и в случае с общими методами, раздел параметров типа универсального класса может иметь один или несколько параметров типа, разделенных запятыми. Эти классы известны как параметризованные классы или параметризованные типы, поскольку они принимают один или несколько параметров.

Пример

Следующий пример показывает, как мы можем определить общий класс:

public class Box {
   private T t;

   public void add(T t) {
      this.t = t;
   }

   public T get() {
      return t;
   }

   public static void main(String[] args) {
      Box integerBox = new Box();
      Box stringBox = new Box();
    
      integerBox.add(new Integer(10));
      stringBox.add(new String("Привет Мир"));

      System.out.printf("Значение Integer :%d\n\n", integerBox.get());
      System.out.printf("Значение String :%s\n", stringBox.get());
   }
}

Получим следующий результат:

Значение Integer :10
Значение String :Hello World