用J2SE 5.0创建定制的泛型集合-51CTO.COM

一、创建支持泛型的类

首先，你必须学习如何创建一个允许存在"泛型类型"的类。这意味着无论何时实例化你的类，你都能够指定一个或多个Java类型与该类相关联。为了说明这个问题，请考虑列表1中的一个简单示例类。

注意，列表1中的类是如何声明的。它在尖括号之间指定三个泛型。这些泛型是真实类型的占位符。当你声明一个这种类型的类时，你可以指定一个类来代替ONE，TWO和THREE。如果你不这样做，那么该类将使用Object的默认类型。

这个类显示出怎样设计一个类来接收三个泛型类型。当你创建一个这种类型的类时你要支持准确的类型。

列表1.泛型类:

package com.heatonresearch.examples.collections;
public class Example {
　private ONE one;
　private TWO two;
　private THREE three;
　public ONE getOne() { return one; }
　public void setOne(ONE one) { this.one = one; }
　public THREE getThree() { return three; }
　public void setThree(THREE three) { this.three = three; }
　public TWO getTwo() { return two; }
　public void setTwo(TWO two) { this.two = two; }
　public static void main(String args[]) {
　　Example example = new 
　　Example();
　　example.setOne(1.5);
　　example.setTwo(2);
　　example.setThree("Three");
　}
}

下面是如何实例化一个Example类型的类的情形：

Example example=new Example();

前面的代码将代替具体的Double，Integer和String类型-相当于在列表1中的"ONE"、"TWO"和"THREE"占位符。你可以看到这些变量都有这些类型，通过下面三行设置它们的值。

example.setOne(1.5);
example.setTwo(2);
example.setThree("Three");

现在，既然你已经知道如何创建一个使用泛型的定制类，那么创建一个使用泛型的定制集合类则更为简单些。

二、创建一个Queue类

一个队列是一个很有用的数据结构。为了理解一个队列的功能，你可以想像在一个娱乐公园人们排队骑马的情形。人们从队的后面进入到队中。为此，他们等待而***到达队伍的前端。其顺序不能改变。

这种情形可以被应用到一个队列类上去。它共有两个方法，分别是"push"和"pop"。你使用push方法来把对象放置到队列中，而使用pop方法从队列中删除一项。例如，如果你使用push方法把三个对象添加到队列上，那么连续调用pop三次将以同样顺序从队列中删除这三个元素。这正与娱乐公园的情形相一致。如果有三个人以一特定的顺序进入队中，他们将以相同的顺序得到骑马娱乐。

下列代码显示出怎么实现一个使用泛型的Java队列。

package com.heatonresearch.examples.collections;
import java.util.*;
public class Queue {
private ArrayList list = new ArrayList();
public void push(T obj) { list.add(obj); }
public T pop() throws QueueException {
if (size() == 0)
throw new QueueException(
"Tried to pop something from the queue, " +
"when it was empty");
T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;
}
public boolean isEmpty() { return list.isEmpty(); }
public int size() { return list.size(); }
public void clear() { list.clear(); }
}

前面的代码声明了队列类，这样它可以接收一个泛型类型。

public class Queue

泛型类型"T"是该类类型-它将被放入到该队列中去。为了把这些项存储到一个队列中，该类还要创建一个接收"T"类型的ArrayList。
push方法很简单的。它接收单一的类型为泛型"T"的对象，并且把它添加到ArrayList上。

pop方法稍微复杂些。首先，如果你要从队列中弹出一个对象，并且如果在队列中没有对象，那么该类将抛出一个QueueException类型的异常。下面是QueueException类。

package com.heatonresearch.examples.collections;
public class QueueException extends Exception {
　public QueueException(String msg) {
　　super(msg);
　}
}

下面是抛出QueueException类型异常的代码：

if (size() == 0)
throw new QueueException("Tried to pop something from the queue, " + 
"when it was empty");

如果队列不空，该方法将从队列中检索***一个元素，在一个名叫result的变量中存储它，然后从该列表中删除这个项。下面几行代码实现了这一功能：

T result = list.get(0);
list.remove(0);
return result;

注意，该临时变量也是泛型类型"T"。当这个类与真实的代表泛型类型的Java类型一起使用时，为了实现***程度上的兼容性，无论你何时存取这些变量，确保总是使用泛型类型是非常重要的

#p#

三、测试Queue类

下列类用于测试"泛型"队列。

package com.heatonresearch.examples.collections;
　public class TestQueue {
　　public static void main(String args[]) {
　　　Queue queue = new Queue();
　　　queue.push(1);
　　　queue.push(2);
　　　queue.push(3);
　　　try {
　　　　System.out.println("Pop 1:" + queue.pop());
　　　　System.out.println("Pop 2:" + queue.pop());
　　　　System.out.println("Pop 3:" + queue.pop());
　　　} 
　　　catch (QueueException e) { e.printStackTrace(); }
　　}
　}

前面的代码中创建的队列仅接收整型对象。

Queue queue = new Queue();

接下来的测试把三个整数添加到该队列上。

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.push(3);

注意，添加到该队列中的这些数字都是原始的类型。因为J2SE的自动装箱特性，这些原始的int类型被自动地转变成Integer对象。

接下来，该测试使用pop方法检索对象。在该队列为空的情况下，该测试捕获到QueueException异常。从队列中弹出三个数字的结果是：

1
2
3

尽管在这里作为一接收的整数队列显示，但是因为泛型，所以队列类对于任何Java对象情况都能正常工作。

四、创建一个可预知的Stack集合

这里是一个更复杂的集合类型-它实现了一个堆栈以使你在实际删除一个对象之前能够预知或"可偷看"。你可以或者通过使用一个迭代算子或使用J2SE 5.0的新的"for each"结构语句来进行预知。

这个PeekableStack类是一个先进后出（FILO）栈-让你遍历当前栈中的内容。它的实现使用了两个类。首先，PeekableStack类实现实际的栈部分。其次，PeekableStackIterator类实现一个"Java标准的"Iterator类-你可以用它来遍历整个栈。列表2（见所附源代码文件）显示出PeekableStack类的具体编码。

注意，列表2中的PeekableStack类实现了Iterable接口。这对于支持新型的J2SE 5.0"for-each"结构语句是必要的。该Iterable接口用于指定你的集合支持"iterator"方法-它返回一个迭代算子。如果没有这个接口，你的类将无法与新型的"for-each"结构语句相兼容。

这个可预知的栈包含push和pop方法，就象队列一样。该push方法仅仅是比队列稍微复杂些。而push方法负责把对象添加到栈上去并增加版本数（version）。

这个version变量允许PeekableStackIterator类保证没有修改操作发生。在迭代算子创建时，这个算子保留一份当前版本数。如果栈上通过调用push方法发生任何变化，那么这个版本数就不会匹配；此不匹配将导致算子抛出一个ConcurrentModificationException异常。

pop方法稍微复杂些。首先，它必须决定在该列表中的***一个元素，这是通过获得列表的大小并且减去1而得到的。

int last = list.size() - 1;

如果这个结果是一个小于零的数字，那么该栈就是空的，因此pop方法就返回null。

if (last < 0) return null;

如果在栈中存在***一个元素，那么就从列表中检索它。在从列表中成功地检索这个项后，你可以把它删除。

T result = list.get(last);
list.remove(last);

***，返回从列表中检索的对象。

return result;

为支持"for each"迭代，PeekableStack类的iterator方法返回一个"Java标准的"Iterator类-你可以用它来遍历包含在栈中的所有对象。iterator方法创建一个新的iterator并且返回之。

PeekableStackIterator peekableStackIterator=new
PeekableStackIterator(this, list);

如你所见，该iterator类接收当前栈和栈的项目列表作为构造器参数。这些值将为PeekableStackIterator所用-下一节将讨论之。

五、创建一个可预知的Stack迭代算子

如果PeekableStack类将要同Java中新的"for each"结构语句一起使用，那么你必须创建一个"Java标准的"Iterator。列表3显示出一个PeekableStackIterator类的实现。

在列表3中，迭代子实际上并没有以任何方式改变栈的值；代之的是，该迭代子追踪它在元素列表中的当前位置并且总是返回下一个元素。因为这个信息被存储在iteration类本身，所以有可能存在多个算子运行于相同的栈上。

下列程序用于测试可预知的栈。

package com.heatonresearch.examples.collections;
　import java.util.*;
　public class TestPeekableStack {
　　public static void main(String args[]) {
　　　PeekableStack stack = new 
　　　PeekableStack();
　　　stack.push(1);
　　　stack.push(2);
　　　stack.push(3);
　　　for (int i : stack) { System.out.println(i); }
　　　System.out.println("Pop 1:" + stack.pop());
　　　System.out.println("Pop 2:" + stack.pop());
　　　System.out.println("Pop 3:" + stack.pop());
　　}
}

如你所见，有三个项被添加到栈上去。然后，这三个项被使用新的"for each"结构语句显示出来。

for( int i: stack)
{ 
　System.out.println( i ); 
}

因此，你看到怎样成功地实现一集合-它支持新型的J2SE惯例-既有泛型也有"for each"结构语句。如你所见，创建与J2SE 5.0中新型的结构相兼容的集合是相当容易的-这只需要利用泛型并且实现恰当的接口即可。你会发现这样的集合类被无缝地集成到J2SE 5.0中。

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