124. Java 泛型 - 有界类型参数

1. 什么是有界类型参数？

有时候，可能希望限制泛型类型的参数，只允许某些特定类型或其子类作为类型参数。这时，有界类型参数非常有用。通过有界类型参数，可以指定类型参数的上限，限制它们只能是某个类或接口的子类或实现类。

例如，如果有一个方法专门用于处理数字类型，可能希望仅接受 Number 类或其子类的实例，而不接受任何非数字类型。通过有界类型参数，可以实现这一点。

2. 如何声明有界类型参数？

要声明有界类型参数，可以使用 extends 关键字来指定上限。请注意，这里的 extends 并不意味着继承，而是表示"扩展"或"实现"。例如，<T extends Number> 表示类型 T 只能是 Number 或其子类。

示例：有界类型参数

java 复制代码

public class Box<T> {

    private T t;

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

    public T get() {
        return t;
    }

    // 泛型方法，U 的类型必须是 Number 或其子类
    public <U extends Number> void inspect(U u) {
        System.out.println("T: " + t.getClass().getName());
        System.out.println("U: " + u.getClass().getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> integerBox = new Box<>();
        integerBox.set(10);
        // 尝试传入非数字类型，编译失败
        integerBox.inspect("some text"); // error: String 不是 Number 类型的子类
    }
}

代码解析：

在 Box 类中，T 是一个泛型类型参数，它表示可以存储任何类型的对象。
inspect 方法接受类型参数 U，并通过 extends Number 限制了 U 必须是 Number 或其子类（如 Integer、Double 等）。
当尝试传递一个非数字类型（如 String）时，编译会报错，说明类型参数 U 必须符合有界类型的限制。

错误信息：

java 复制代码

Box.java:21: <U>inspect(U) in Box<java.lang.Integer> cannot
  be applied to (java.lang.String)
                        integerBox.inspect("10");
                                  ^  // 错误提示：String 不能传递给 Number 类型
1 error

这个错误是由于 inspect 方法要求 U 必须是 Number 或其子类，String 显然不符合这一要求。

3. 使用有界类型参数的实际应用

有界类型参数不仅限于限制实例化类型的范围，还可以在方法中调用边界类型（如 Number）中定义的方法。这使得您可以在使用泛型时，仍然能够调用一些特定类型的方法。

示例：使用 `Number` 的有界类型参数

java 复制代码

public class NaturalNumber<T extends Integer> {

    private T n;

    public NaturalNumber(T n) {
        this.n = n;
    }

    public boolean isEven() {
        return n.intValue() % 2 == 0;
    }

    // ...
}

代码解析：

NaturalNumber 类的类型参数 T 必须是 Integer 或其子类的实例。
isEven 方法调用 n.intValue() 来判断 n 是否为偶数，intValue() 是 Integer 类中定义的方法。

使用示例：

java 复制代码

NaturalNumber<Integer> number = new NaturalNumber<>(10);
System.out.println(number.isEven());  // 输出：true

在这个例子中，T 被限制为 Integer 类型，因此 isEven 方法可以安全地调用 n.intValue()。

4. 多个边界

有界类型参数不仅可以有一个边界，还可以指定多个边界。在这种情况下，类型参数必须是所有边界类型的子类或实现类。如果其中一个边界是类，则必须首先指定它。例如：

示例：多个边界的类型参数

java 复制代码

class A { /* ... */ }

interface B { /* ... */ }

interface C { /* ... */ }

class D<T extends A & B & C> {
    // T 必须是类 A 的子类，同时实现接口 B 和 C
}

代码解析：

D 类的类型参数 T 必须是类 A 的子类，并且必须实现接口 B 和 C。
& 运算符用于连接多个边界，表示 T 必须符合所有边界类型的要求。

错误示例：

java 复制代码

class D<T extends B & A & C> { /* ... */ }  // 编译错误

如果未按照顺序指定边界，您会遇到编译错误。因为类 A 必须首先列出，而不能在后面。

5. 总结

有界类型参数 允许您限制泛型类型的范围，只允许某个类型或其子类型作为类型参数。
使用 extends 关键字，您可以为泛型类型参数设置一个上限，例如 <T extends Number>。
多个边界 允许类型参数同时继承多个类或实现多个接口。使用 & 运算符连接多个边界。
实际应用：通过有界类型参数，您可以在泛型方法中调用边界类型的方法，同时确保类型安全。

通过了解和应用有界类型参数，您可以更加精确地控制泛型类型的行为，确保代码的类型安全和灵活性。

124. Java 泛型 - 有界类型参数