通过Java泛型实现数组排序和搜索的通用方法-java 数组排序

下面讨论的是数组的排序和搜索功能，而一个通用方法则是实现Comparable接口的方法，这个方法需要通过Java泛型来实现。下面便逐步讲解为何，以及如何通过Java泛型实现此类的通用方法。

如何在java类中一些通用方法，特别是一些静态的工具方法？

比如，数组Arrays的sort、search等？

1. 整数数组的顺序收缩

public static int seqSearch(int[] arr, int first, int last, int target) {    
    for (int i = first; i < last; i++)    
        if (arr[i] == target)    
            return i;    
    
    return -1;    
}

1.1对上面的方法进行抽象，***让我们想到就是，使用java的Object的引用，来实现通用方法

public static int seqSearch(Object[] arr, int first, int last, Object target) {    
    for (int i = first; i < last; i++)    
        if (arr[i].equals(target))    
            return i;    
    
    return -1;    
}

2.1这样看来好像Object的引用好像非常方便，而且第二个顺序搜索可以使用到float，double，String等等。如果我们要进一步研究就会出现问题

public static void selectionSort(int[] arr) {    
    int n = arr.length, smallIndex = 0;    
    for (int i = 0; i < n; i++) { // 遍历array数组    
        smallIndex = i;    
        for (int j = i + 1; j < n; j++)    
            if (arr[smallIndex] > arr[j]) // 选择最小的索引j    
                smallIndex = j;    
        // if (smallIndex != i) {    
        exchange(arr, i, smallIndex);// 交换array[i]与 min(array[i+1,..,n])    
        // }    
    }    
}

2.2上面的代码是一个顺序排序的算法，若果我们要写一个通用方法，就必须把object类型强制装换为一个实现Comparable接口的方法。

JVM在处理类型强制装换的时候就会，抛出一个警告：uncheck cast

@SuppressWarnings("unchecked")    
public static void selectionSort(Object[] arr) {    
    
    int n = arr.length, smallIndex = 0;    
    for (int i = 0; i < n; i++) { // 遍历array数组    
        smallIndex = i;    
        for (int j = i + 1; j < n; j++)    
            if (((Comparable<Object>)arr[smallIndex]).compareTo(((Comparable<Object>)arr[j])) > 0) // 选择最小的索引j    
                smallIndex = j;    
        // if (smallIndex != i) {    
        exchange(arr, i, smallIndex);// 交换array[i]与 min(array[i+1,..,n])    
        // }    
    }    
}

有此可以看出使用Object引用来处理通用问题，当使用实参如果没有实现Comparable接口，编译器会抛出一个castClassException的运行时异常。这样的程序是不安全的。

3.1使用Object引用来泛化一个算法（如顺序搜索）。通过使用数组的Object引用和目标值，只要数据类型实现了equals方法，算法中要比较大小的数据类必须实现Comparable接口，现在我们来用java泛型来解决这个问题

public static <T extends Comparable<? super T>> void selectionSort(T[] arr){    
    int n = arr.length;    
    int smallIndex;    
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {    
        smallIndex=i;    
        for (int j = i+1; j < n; j++)     
            if (arr[j].compareTo(arr[smallIndex])<0)     
                smallIndex=j;    
        exchange(arr, smallIndex, i);    
    }    
}

在Arrays类中的静态方法 selectionSort()，这个方法处理的是整数类型。要用泛型版本来实现这个算法, 由于要泛型类型数组T[]中的两个元素要进行比较,所以传递实参的对象类型或其超类必须实现Comparable接口。

【编辑推荐】