Java Scala泛型(泛型方法,泛型类,泛型特质,上下界,协变、逆变、非变)
目录
- 1. 泛型
- 1.1 泛型方法
- 1.2 泛型类
- 1.3 泛型特质
- 2. 上下界
- 2.1 上界
- 2.2 下界
- 3. 协变、逆变、非变
- 3.1 非变
- 3.3 逆变
- 3.4 示例
1. 泛型
泛型的意思是泛指某种具体的数据类型
, 在Scala中, 泛型用[数据类型]
表示. 在实际开发中, 泛型一般是结合数组或者集合来使用的, 除此之外, 泛型的常见用法还有以下三种:
- 泛型方法
- 泛型类
- 泛型特质
1.1 泛型方法
泛型方法指的是把泛型定义到方法声明上, 即:该方法的参数类型是由泛型来决定的
. 在调用方法时, 明确具体的数据类型.
格式
def 方法名[泛型名称](..) = { //... }
需求
定义方法getMiddleElement(), 用来获取任意类型数组的中间元素.
- 思路一: 不考虑泛型直接实现(基于Array[Int]实现)
- 思路二: 加入泛型支持.
参考代码
//案例: 泛型方法演示. //细节: 泛型方法在调用方法的时候 明确具体的数据类型. object ClassDemo01 { //需求: 用一个方法来获取任意类型数组的中间的元素 //思路一:不考虑泛型直接实现(基于Array[Int]实现) //def getMiddleElement(arr: Array[Int]) = arr(arr.length / 2) //思路二: 加入泛型支持 def getMiddleElement[T](arr: Array[T]) = arr(arr.length / 2) def main(args: Array[String]): Unit = { //调用方法 println(getMiddleElement(Array(1, 2, 3, 4, 5))) println(getMiddleElement(Array("a", "b", "c"))) } }
1.2 泛型类
泛型类指的是把泛型定义到类的声明上, 即:该类中的成员的参数类型是由泛型来决定的
. 在创建对象时, 明确具体的数据类型.
格式
class 类[T](val 变量名: T)
需求
- 定义一个Pair泛型类, 该类包含两个字段,且两个字段的类型不固定.
- 创建不同类型的Pair泛型类对象,并打印.
参考代码
//案例: 泛型-演示泛型类的使用. //泛型类: 在创建对象的时候, 明确具体的数据类型. object ClassDemo02 { //1. 实现一个Pair泛型类 //2. Pair类包含两个字段,而且两个字段的类型不固定 class Pair[T](var a:T, var b:T) def main(args: Array[String]): Unit = { //3. 创建不同类型泛型类对象,并打印 var p1 = new Pair[Int](10, 20) println(p1.a, p1.b) var p2 = new Pair[String]("abc", "bcd") println(p2.a, p2.b) } }
1.3 泛型特质
泛型特质指的是把泛型定义到特质的声明上, 即:该特质中的成员的参数类型是由泛型来决定的
. 在定义泛型特质的子类或者子单例对象时, 明确具体的数据类型.
格式
trait 特质A[T] { //特质中的成员 } class 类B extends 特质A[指定具体的数据类型] { //类中的成员 }
需求
- 定义泛型特质Logger, 该类有一个变量a和show()方法, 它们都是用Logger特质的泛型.
- 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质.
- 打印单例对象ConsoleLogger中的成员.
参考代码
//案例: 演示泛型特质. object ClassDemo03 { //1. 定义泛型特质Logger, 该类有一个a变量和show()方法, 都是用Logger特质的泛型. trait Logger[T] { //定义变量 val a:T //定义方法. def show(b:T) = println(b) } //2. 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质. object ConsoleLogger extends Logger[String]{ override val a: String = "张三" } //main方法, 作为程序的主入口. def main(args: Array[String]): Unit = { //3. 打印单例对象ConsoleLogger中的成员. println(ConsoleLogger.a) ConsoleLogger.show("10") } }
2. 上下界
在使用泛型(方法, 类, 特质)时,如果要限定该泛型必须从哪个类继承、或者必须是哪个类的父类。此时,就需要使用到泛型的上下界
。
2.1 上界
使用T <: 类型名
表示给类型添加一个上界,表示泛型参数必须要从该类(或本身)继承.
格式
[T <: 类型]
例如: [T <: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的子类型
需求
- 定义一个Person类
- 定义一个Student类,继承Person类
- 定义一个泛型方法demo(),该方法接收一个Array参数.
- 限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类
- 测试调用demo()方法,传入不同元素类型的Array
参考代码
//案例: 演示泛型的上下界之 上界. object ClassDemo04 { //1. 定义一个Person类 class Person //2. 定义一个Student类,继承Person类 class Student extends Person //3. 定义一个demo泛型方法,该方法接收一个Array参数, //限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类 def demo[T <: Person](arr: Array[T]) = println(arr) def main(args: Array[String]): Unit = { //4. 测试调用demo,传入不同元素类型的Array //demo(Array(1, 2, 3)) //这个会报错, 因为只能传入Person或者它的子类型. demo(Array(new Person())) demo(Array(new Student())) } }
2.2 下界
使用T >: 数据类型
表示给类型添加一个下界,表示泛型参数必须是从该类型本身或该类型的父类型.
格式
[T >: 类型]
注意:
例如: [T >: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的父类型如果泛型既有上界、又有下界。下界写在前面,上界写在后面. 即: [T >: 类型1 <: 类型2]
需求
- 定义一个Person类
- 定义一个Policeman类,继承Person类
- 定义一个Superman类,继承Policeman类
- 定义一个demo泛型方法,该方法接收一个Array参数,
- 限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman
- 测试调用demo,传入不同元素类型的Array
参考代码
//案例: 演示泛型的上下界之 下界. //如果你在设定泛型的时候, 涉及到既有上界, 又有下界, 一定是: 下界在前, 上界在后. object ClassDemo05 { //1. 定义一个Person类 class Person //2. 定义一个Policeman类,继承Person类 class Policeman extends Person //3. 定义一个Superman类,继承Policeman类 class Superman extends Policeman //4. 定义一个demo泛型方法,该方法接收一个Array参数, //限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman // 下界 上界 def demo[T >: Policeman <: Policeman](arr: Array[T]) = println(arr) def main(args: Array[String]): Unit = { //5. 测试调用demo,传入不同元素类型的Array //demo(Array(new Person)) demo(Array(new Policeman)) //demo(Array(new Superman)) //会报错, 因为只能传入: Policeman类获取它的父类型, 而Superman是Policeman的子类型, 所以不行. } }
3. 协变、逆变、非变
在Spark的源代码中大量使用到了协变、逆变、非变,学习该知识点对阅读spark源代码很有帮助。
- 非变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间没有
任何关系
. - 协变: 类A和类B之间是父子类关系, Pair[A]和Pair[B]之间也有
父子类
关系. - 逆变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间是
子父类
关系.
如下图:
3.1 非变
语法格式
class Pair[T]{}
- 默认泛型类是
非变的
- 即: 类型B是A的子类型,Pair[A]和Pair[B]没有任何从属关系 3.2 协变
语法格式
class Pair[+T]
- 类型B是A的子类型,Pair[B]可以认为是Pair[A]的子类型
- 参数化类型的方向和类型的方向是一致的。
3.3 逆变
语法格式
class Pair[-T]
- 类型B是A的子类型,Pair[A]反过来可以认为是Pair[B]的子类型
- 参数化类型的方向和类型的方向是相反的
3.4 示例
需求
- 定义一个Super类、以及一个Sub类继承自Super类
- 使用协变、逆变、非变分别定义三个泛型类
- 分别创建泛型类对象来演示协变、逆变、非变
参考代码
//案例: 演示非变, 协变, 逆变. object ClassDemo06 { //1. 定义一个Super类、以及一个Sub类继承自Super类 class Super //父类 class Sub extends Super //子类 //2. 使用协变、逆变、非变分别定义三个泛型类 class Temp1[T] //非变 class Temp2[+T] //协变 class Temp3[-T] //逆变. def main(args: Array[String]): Unit = { //3. 分别创建泛型类来演示协变、逆变、非变 //演示非变. val t1:Temp1[Sub] = new Temp1[Sub] //val t2:Temp1[Super] = t1 //编译报错, 因为非变是: Super和Sub有父子类关系, 但是Temp1[Super] 和 Temp1[Sub]之间没有关系. //演示协变 val t3:Temp2[Sub] = new Temp2[Sub] val t4:Temp2[Super] = t3 //不报错, 因为协变是: Super和Sub有父子类关系, 所以Temp2[Super] 和 Temp2[Sub]之间也有父子关系. //Temp2[Super]是父类型, Temp2[Sub]是子类型. //演示逆变 val t5:Temp3[Super] = new Temp3[Super] val t6:Temp3[Sub] = t5 //不报错, 因为逆变是: Super和Sub有父子类关系, 所以Temp3[Super] 和 Temp3[Sub]之间也有子父关系. //Temp3[Super]是子类型, Temp3[Sub]是父类型. } }
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