Menu

Výukový program Java Generics s příklady

java generics tutorial with examples

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů

Generika Java je sada funkcí, které vám umožňují psát kód nezávisle na datovém typu. Tento článek podrobně vysvětluje generiku Java s příklady:

Generika je jednou z důležitých funkcí prostředí Java a byla zavedena od prostředí Java 5 a dále.

Podle definice jsou generické sady funkcí jazyka Java, které programátorovi umožňují používat generické typy a funkce, a tím zajišťují bezpečnost typů.

Java Generics

Co se naučíte:

Jak fungují generika v Javě?

Pokud jste s C ++ pracovali již dříve, pak je Java Generics stejná jako šablony v C ++. Java Generics vám umožní zahrnout do definice třídy / metody parametr, který bude mít hodnotu primitivního datového typu.

Například, můžete mít obecnou třídu „Array“ takto:

Pole Array {….}

Kde je parametrizovaný typ.

Dále můžete vytvořit objekty pro tuto třídu následujícím způsobem:

Array int_array = new Array () Array char_array = new Array ();

Vzhledem k tomu, že máte obecnou parametrizovanou třídu, můžete jako parametry vytvářet objekty stejné třídy s různými datovými typy. To je hlavní podstata používání Java Generics.

Podobně můžete napsat obecnou metodu s parametrizovaným typem pro třídění pole a poté vytvořit instanci této metody na jakýkoli primitivní typ.

Java Generics se většinou používají v rámci kolekce Java. Různé sbírky jako LinkedList, List, Map, HashMap atd. Používají pro implementaci Generics. Generika poskytuje bezpečnost typu, protože kontrola typu se provádí v době kompilace, čímž je váš kód stabilnější.

Pojďme nyní více do podrobností obecných tříd a metod a dalších souvisejících témat.

Obecné třídy

Obecná třída je stejná jako normální třída kromě toho, že za názvem třídy následuje typ v hranatých závorkách.

Obecná definice obecné třídy je následující:

třída název_třídy
{
proměnné třídy;
… ..
třídní metody;
}

Jakmile je třída definována, můžete vytvářet objekty libovolného datového typu, které chcete, takto:

class_name obj = new class_name ();

Například, pro celočíselný objekt bude deklarace:

class_name obj = new class_name;

Podobně pro datový typ String bude objekt:

class_name str_Obj = new class_name;

Níže je uvedena ukázková implementace pro generickou třídu.

class MyGenericClass { T obj; void add(T obj) { this.obj=obj; } T get() { return obj; } } class Main { public static void main(String args()) { MyGenericClass m_int=new MyGenericClass(); m_int.add(2); MyGenericClassmstr=new MyGenericClass(); mstr.add('SoftwaretestingHelp'); System.out.println('Member of MyGenericClass:' + m_int.get()); System.out.println('Member of MyGenericClass:' + mstr.get()); } }

Výstup:

Implementace pro generický výstup třídy

Ve výše uvedeném programu je třída MyGenericClass obecná třída. Má dvě metody, tj. Přidat a získat. Přidání metody inicializuje obecný objekt, zatímco metody get vrátí objekt.

V hlavní funkci deklarujeme každý dva objekty typu Integer a String. Oba tyto objekty inicializujeme pomocí příslušných počátečních hodnot pomocí metody add a poté obsah těchto objektů vydáme pomocí metody get.

Výše uvedený příklad obecné třídy jsme představili s jedním parametrem typu. Ale ve skutečnosti může mít třída také více než jeden parametr typu. V tomto případě jsou parametry typu odděleny čárkou.

Následující příklad to ukazuje:

classTest_Generics { T1 obj1; // An object of type T1 T2 obj2; // An object of type T2 // constructor to initialise T1 & T2 objects Test_Generics(T1 obj1, T2 obj2) { this.obj1 = obj1; this.obj2 = obj2; } public void print() { System.out.println('T1 Object:' + obj1); System.out.println('T2 Object:' + obj2); } } class Main { public static void main (String() args) { Test_Genericsobj = newTest_Generics('Java Generics', 1); obj.print(); } }

Výstup:

Zadejte parametry

V tomto programu máme dva parametry typu, tj. T1 a T2. Máme funkce pro inicializaci členských objektů a také pro tisk obsahu. V hlavní funkci deklarujeme objekt se dvěma typy, tj. String a Integer. Výstup programu zobrazuje obsah vytvořeného objektu.

Stejně jako třídy můžete mít i obecná rozhraní. Vše o rozhraních se dozvíme v samostatném tématu.

Obecné metody Java

Stejně jako můžete mít obecné třídy a rozhraní, můžete mít také obecné metody pro případ, že nepotřebujete celou třídu jako obecnou.

Následující program ukazuje implementaci obecné metody „printGenericArray“. Všimněte si volání metody v hlavní funkci. Zde provádíme dvě volání obecné metody, nejprve s typem a poté s typem.

public class Main{ public static void printGenericArray(T() items) { for ( T item : items){ System.out.print(item + ' '); } System.out.println(); } public static void main( String args() ) { Integer() int_Array = { 1, 3, 5, 7, 9, 11 }; Character() char_Array = { 'J', 'A', 'V', 'A', 'T','U','T','O','R','I','A', 'L','S' }; System.out.println( 'Integer Array contents:' ); printGenericArray(int_Array ); System.out.println( 'Character Array contents:' ); printGenericArray(char_Array ); } }

Výstup:

Výstup obecných metod

Parametry ohraničeného typu

Parametry ohraničeného typu se objeví v obrázku, když chcete omezit datové typy v Generics. Například, chcete-li konkrétní obecnou třídu nebo metodu nebo jakékoli rozhraní, které by mělo fungovat pouze pro číselné datové typy, můžete to určit pomocí klíčového slova „extends“.

Toto je uvedeno níže:

List myList = new ArrayList(); List list1 = new ArrayList();

Výše uvedené dvě deklarace budou kompilátorem přijaty, protože Long a Integer jsou podtřídami Number.

Další prohlášení však bude problém.

List list = new ArrayList();

To dá chybu při kompilaci, protože String není Number. Symbol „?“ Ve výše uvedeném příkladu je známý jako zástupný znak a budeme o něm diskutovat dále.

Obecně se tedy parametry ohraničeného typu většinou používají, když chcete omezit datové typy, které se mají použít ve vašem obecném kódu.

Zástupný znak Java Generics

V Javě je zástupný znak označen otazníkem „?“, Který se používá k označení neznámého typu. Zástupné znaky se většinou používají s generikami jako typ parametru.

Při použití obecných zástupných znaků si musíte pamatovat jeden bod, že i když je objekt nadtřídou všech ostatních tříd, kolekce objektů ( Například, List) není nadtřídou všech ostatních sbírek.

Kromě toho, že se používá jako typ parametru, můžete použít zástupný znak jako pole, místní proměnnou a podobně. Zástupný znak však nikdy nemůžete použít jako supertyp nebo jako argument typu k vyvolání obecné metody nebo v případě vytvoření instance obecné třídy.

Existuje mnoho příkladů parametrizovaných typů zástupných znaků (zde je alespoň jeden argument typu zástupný znak), jak je uvedeno níže, a zástupné znaky používané na různých místech budou interpretovány odlišně:

  • Sbírka Kolekce označuje všechny instance rozhraní kolekce bez ohledu na použitý argument typu.
  • Seznam : Seznam představuje všechny typy seznamu, kde typ prvku bude číslo.
  • Komparátor: Všechny instance rozhraní komparátoru pro argumenty typu, které jsou Stringsupertypes.

Všimněte si, že typ parametru se zástupnými znaky je pravidlo, které je uloženo k rozpoznání platných typů. Nejedná se o konkrétní datový typ. Obecné zástupné znaky mohou být ohraničené nebo neohraničené.

# 1) Neomezené zástupné znaky

V Unbounded Wildcards, there are no restrictions on type variables and is denited as follows:

ArrayList mylist = new ArrayList(); ArrayList my_strList = new ArrayList();

# 2) Ohraničené zástupné znaky

Už jsme diskutovali omezené typy. Ty omezují datový typ používaný k vytvoření instance parametrů typu pomocí klíčových slov - extends nebo super. Tyto zástupné znaky lze dále rozdělit na zástupné znaky s horním ohraničením a zástupné znaky s dolním ohraničením.

  • Horní ohraničené zástupné znaky

Pokud chcete, aby váš obecný výraz platil pro všechny podtřídy daného typu, zadejte horní ohraničený zástupný znak s rozšířením klíčového slova.

Například, Předpokládejme, že budete potřebovat obecnou metodu, která podporuje List, List atd., pak můžete specifikovat zástupný znak Upper Bounded Seznam . Protože Number je nadtřída, bude tato obecná metoda fungovat pro všechny její podtřídy.

Následující program to ukazuje.

importjava.util.*; public class Main { private static Number summation (List numbers){ double sum = 0.0; for (Number n : numbers) sum += n.doubleValue(); return sum; } public static void main(String() args) { //Number subtype : Integer Listint_list = Arrays.asList(1,3,5,7,9); System.out.println('Sum of the elements in int_list:' + summation(int_list)); //Number subtype : Double List doubles_list = Arrays.asList(1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5); System.out.println('Sum of the elements in doubles_list:' + summation(doubles_list)); } }

Výstup:

Výstup zástupných znaků s horním ohraničením

rozdíl mezi testovacím případem a testovacím scénářem

Zde jsme poskytli zástupný znak horní hranice, seznam typu argument funkce „součet“. V hlavní funkci definujeme dva seznamy, tj. Int_list typu Integer a doubles_list typu Double. Protože Integer a Double jsou podtřídami Number, součet funkcí funguje perfektně na obou těchto seznamech.

  • Dolní ohraničení zástupných znaků

Pokud chcete, aby obecný výraz přijímal všechny nadtřídy konkrétního typu, můžete pro argument typu zadat dolní zástupný znak.

Níže je uvedena příklad implementace:

importjava.util.*; class Main { public static void main(String() args) { //Integer List ListInt_list= Arrays.asList(1,3,5,7); System.out.print('Integer List:'); printforLowerBoundedWildcards(Int_list); //Number list ListNumber_list= Arrays.asList(2,4,6,8); System.out.print('Number List:'); printforLowerBoundedWildcards(Number_list); } public static void printforLowerBoundedWildcards(List list) { System.out.println(list); } }

Výstup:

Vystupující zástupné znaky pro dolní ohraničení

V tomto programu je zadaný zástupný znak Dolní ohraničení „Seznam“. Pak v hlavní funkci máme seznam typů a seznam. Protože jsme použili zástupný znak Lower Bounded, třída Number je nadtřída Integer je platný argument typu.

Výhody Java Generics

# 1) Bezpečnost typu

Generika zajišťuje bezpečnost typu. To znamená, že kontrola typu se provádí spíše v době kompilace než v době běhu. Neexistuje tedy žádná šance na získání „ClassCastException“ během běhu, protože budou použity správné typy.

importjava.util.*; class Main { public static void main(String() args) { List mylist = new ArrayList(); mylist.add(10); mylist.add('10'); System.out.println(mylist); List list = new ArrayList(); list.add(10); list.add('10');// compile-time error System.out.println(list); } }

Ve výše uvedeném programu máme dva seznamy, jeden bez generik a druhý s generikami. V negenerickém seznamu není žádná bezpečnost typu. Jako prvek můžete přidat celé číslo, řetězec atd. A je přijato.

V obecném seznamu můžete přidat pouze jeden typ prvku, který je uveden v obecném výrazu. Pokud se pokusíte přidat prvek jiného typu, dojde k chybě při kompilaci.

Ve výše uvedeném programu bliká chyba kompilace na řádku:

list.add('10');

# 2) Opakovaná použitelnost kódu

Pomocí Generics nemusíte psát samostatný kód pro každý datový typ. Můžete napsat jednu třídu nebo metodu atd. A použít ji pro všechny datové typy.

# 3) Není třeba Typecasting

Jelikož používáte Generics, překladač ví o použitých typech, pak není potřeba psát.

Zvažte následující kód:

List mylist = new ArrayList(); mylist.add('Java'); String mystr = (String) list.get(0); //typecasting required

Jak vidíte, když se používá normální seznam, musíte typický prvek seznamu vyslat na vhodný typ tak, jak se to dělá pro mystr výše.

Nyní napíšeme stejný kód znovu s obecným seznamem.

List list = new ArrayList(); list.add('Java'); String mystr = list.get(0);

Zde jsme zadali typ řetězce jako obecný výraz pro deklaraci seznamu. K načtení jednotlivých prvků tohoto seznamu tedy nemusíme obsadit.

# 4) Implementujte obecné algoritmy

Když použijete ke kódování generiku, můžete implementovat mnohem více obecných algoritmů.

# 5) Kontrola času kompilace

Jak již bylo zmíněno, při použití Generics v programu Java kompilátor zkontroluje typy v době kompilace, čímž zabrání abnormálnímu ukončení programu za běhu.

Často kladené otázky

Otázka č. 1) Proč používáme Generics v Javě?

Odpovědět: Generika zajišťují nezávislost typu, tj. Můžeme poskytnout parametr typu při definování třídy / rozhraní / metody atd., Takže během aktuální instance můžeme specifikovat skutečný typ. Tímto způsobem také poskytujeme opětovné použití kódu.

Otázka č. 2) Jsou v Javě důležité generika?

Odpovědět: Ano. Ve skutečnosti jsou Generics nejdůležitějšími vlastnostmi Java pro zajištění bezpečnosti typu, tj. Kontrola typu při kompilaci.

Otázka č. 3) Kdy Java přidala Generics?

Odpovědět: Generika byla do Javy přidána v roce 2004 s J2SE 5.0 se záměrem zajistit bezpečnost typu kompilace v Javě.

Otázka č. 4) Co je to obecný typ?

Odpovědět: Obecný typ je obecná třída, rozhraní nebo metoda, která je poskytována s parametrem typu. To umožňuje bezpečnost typu a opětovné použití kódu.

Otázka č. 5) Můžeme použít Generics s Array v Javě?

Odpovědět: Ne. Java neumožňuje generická pole.

Závěr

Tím je ukončen výukový program o generických prostředích Java, který je považován za jednu z nejdůležitějších funkcí v nejnovějších verzích Java. Použití Generics v programech Java zajišťuje bezpečnost typu i opětovné použití kódu. Zajišťuje také kontrolu při kompilaci, aby se program za běhu nezlomil.

Generika jazyka Java se hodí většinou s rozhraním sbírek Java, kterému se budeme podrobně věnovat v dalším tutoriálu v této sérii.

Šťastné čtení!!

Doporučené čtení

^