Java泛型集合类与批量数据操作

### Java泛型集合类与批量数据操作 #### 1. 通配符类型参数的使用 在Java中，当我们定义一个方法时，有时会遇到类型参数的继承问题。例如，有一个方法声明如下： ```java public void addItems(ArrayList<Object> list) { // 方法体未显示 } ``` 思考一下，下面的语句能编译通过吗？ ```java addItems(new ArrayList<String>()); ``` 答案是不能。虽然`String`是`Object`的子类，但在形式类型参数方面，继承并非如此简单。这里需要使用泛型的另一个特性——通配符。 如果想创建一个接受任何类型`ArrayList`的方法，可以这样编写： ```java public void addItems(ArrayList<?> list) ``` 这里的问号表示可以是任何类型。 若要将参数限制为特定超类的集合，比如在一个薪资系统中，有一个`Employee`超类，以及`HourlyEmployee`和`SalariedEmployee`两个子类，想让方法接受`Employee`、`HourlyEmployee`或`SalariedEmployee`对象的`ArrayList`，可以在通配符后添加`extends`子句： ```java public void addItems(ArrayList<? extends Employee> list) ``` 如果`addItems`方法出现在一个使用形式类型参数`<E>`的泛型类中，且希望该方法接受类型为`E`或其任何子类的`ArrayList`，则声明如下： ```java public void addItems(ArrayList<? extends E> list) ``` 这里的通配符类型参数`<? extends E>`表示`ArrayList`可以是`E`类型或任何扩展`E`的类型。 #### 2. 泛型队列类 现在来看一个实现队列的泛型类`GenQueue`。队列是一种允许在集合末尾添加对象，并从顶部移除对象的集合类型，常用于各种应用程序，从数据处理应用到复杂的网络系统。 `GenQueue`类具有以下方法： - `enqueue`：将对象添加到队列末尾。 - `dequeue`：从队列中检索第一个项目，并在过程中从队列中移除该项目。如果队列为空，该方法返回`null`。 - `hasItems`：如果队列中至少有一个项目，则返回`true`。 - `size`：返回队列中项目的数量。 - `addItems`：接受另一个`GenQueue`对象作为参数，将该队列中的所有项目添加到当前队列中，并移除传入队列中的所有项目。`GenQueue`参数必须与当前队列类型相同或为其子类型。 以下是`GenQueue`类的完整代码： ```java import java.util.*; public class GenQueue<E> { private LinkedList<E> list = new LinkedList<E>(); public void enqueue(E item) { list.addLast(item); } public E dequeue() { return list.poll(); } public boolean hasItems() { return !list.isEmpty(); } public int size() { return list.size(); } public void addItems(GenQueue<? extends E> q) { while (q.hasItems()) list.addLast(q.dequeue()); } } ``` 下面是该类的主要亮点分析： - 类声明指定了形式类型参数`<E>`，用户可以为队列元素指定类型。 - 使用私有`LinkedList`对象`list`来存储项目。 - `enqueue`方法接受类型为`E`的参数，使用`LinkedList`的`addLast`方法将项目添加到队列末尾。 - `dequeue`方法返回类型为`E`的值，使用`LinkedList`的`poll`方法返回列表中的第一个项目。 - `hasItems`方法返回`LinkedList`的`isEmpty`方法的相反值。 - `size`方法返回`LinkedList`的`size`方法的结果。 - `addItems`方法接受一个`GenQueue`对象作为参数，该对象的元素类型必须与当前`GenQueue`对象的元素类型相同或为其子类型。使用`while`循环将传入队列中的所有项目添加到当前队列中。 以下是一个测试`GenQueue`类的程序： ```java public class GenQueueTest { public static void main(String[] args) { GenQueue<Employee> empList; empList = new GenQueue<Employee>(); GenQueue<HourlyEmployee> hList; hList = new GenQueue<HourlyEmployee>(); hList.enqueue(new HourlyEmployee("Trump", "Donald")); hList.enqueue(new HourlyEmployee("Gates", "Bill")); hList.enqueue(new HourlyEmployee("Forbes", "Steve")); empList.addItems(hList); while (empList.hasItems()) { Employee emp = empList.dequeue(); System.out.println(emp.firstName + " " + emp.lastName); } } } class Employee { public String lastName; public String firstName; public Employee() {} public Employee(String last, String first) { this.lastName = last; this.firstName = first; } public String toString() { return firstName + " " + lastName; } } class HourlyEmployee extends Employee { public double hourlyRate; public HourlyEmployee(String last, String first) { super(last, first); } } ``` 这个程序首先创建一个可以容纳`Employee`对象的`GenQueue`对象`empList`，然后创建一个可以容纳`HourlyEmployee`对象的`GenQueue`对象`hList`，并将三个新员工添加到`hList`队列中。接着调用`empList`队列的`addItems`方法将这些员工从`hList`队列转移到`empList`队列中。最后，使用`while`循环打印`empList`队列中的员工信息。 当运行这个程序时，控制台将输出： ``` Donald Trump Bill Gates Steve Forbes ``` 这表明`addItems`方法成功地将`hList`队列中的员工转移到了`empList`队列中。 #### 3. 钻石操作符的使用 在使用泛型时，创建泛型类型的变量并使用构造函数实例化对象时，需要两次指定类型，这比较麻烦。例如，创建一个`String`类型的`ArrayList`，需要这样编写： ```java ArrayList<String> nums = new ArrayList<String>(); ``` 这里`String`类型必须指定两次，一