Generische Klassen

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Java-Journey von Coddy — Lektion 54 von 87.

Nachdem Sie nun verstehen, warum Generics nützlich sind, lassen Sie uns Ihre eigene generische Klasse erstellen. Eine generische Klasse deklariert einen oder mehrere Typparameter in spitzen Klammern nach dem Klassennamen, die dann in der gesamten Klasse verwendet werden können.

class Box<T> {
    private T content;
    
    public void set(T content) {
        this.content = content;
    }
    
    public T get() {
        return content;
    }
}

Das T ist ein Typparameter – ein Platzhalter, der durch einen tatsächlichen Typ ersetzt wird, wenn Sie eine Instanz erstellen. Sie können jeden beliebigen Namen verwenden, aber einzelne Großbuchstaben sind konventionell: T für Typ, E für Element, K für Key, V für Value.

Beim Instanziieren einer generischen Klasse geben Sie den tatsächlichen Typ in spitzen Klammern an:

Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.set("Hello");
String value = stringBox.get();  // Kein Casting erforderlich

Box<Integer> intBox = new Box<>();
intBox.set(42);
Integer num = intBox.get();

Beachten Sie den <> (Diamond-Operator) auf der rechten Seite — Java leitet den Typ aus der Deklaration ab. Sie können auch mehrere Typparameter für Klassen verwenden, die mit mehr als einem Typ arbeiten müssen:

class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;
    
    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
    
    public K getKey() { return key; }
    public V getValue() { return value; }
}

Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("age", 25);

Aufgabe

Einfach

Lassen Sie uns ein Geschenkregistrierungssystem erstellen, das die Leistungsfähigkeit generischer Klassen demonstriert. Sie werden ein flexibles Aufbewahrungssystem erstellen, das jede Art von Geschenkartikel aufnehmen kann, sowie ein Register, das Empfängernamen mit ihren Geschenken unter Verwendung mehrerer Typparameter verknüpft.

Sie werden Ihren Code über drei Dateien organisieren:

GiftBox.java: Erstellen Sie eine generische Klasse, die jede Art von Geschenk verpacken kann. Ihre Klasse GiftBox<T> sollte ein privates Feld item vom Typ T und ein privates Feld wrapped (boolean) haben, das mit false beginnt. Fügen Sie einen Konstruktor hinzu, der das Element akzeptiert, eine Methode getItem(), die das Element zurückgibt, eine Methode wrap(), die wrapped auf true setzt, und eine Methode isWrapped(), die den Verpackungsstatus zurückgibt. Fügen Sie eine Methode getStatus() hinzu, die entweder [item] (wrapped) oder [item] (unwrapped) zurückgibt, abhängig vom Verpackungszustand.
Registry.java: Erstellen Sie eine generische Klasse mit zwei Typparametern, die einen Empfänger mit seinem Geschenk verknüpft. Ihre Klasse Registry<K, V> sollte private Felder recipient vom Typ K und gift vom Typ V haben. Fügen Sie einen Konstruktor hinzu, der beide Werte akzeptiert, Getter-Methoden getRecipient() und getGift() sowie eine Methode getEntry(), die Folgendes zurückgibt: [recipient] -> [gift]
Main.java: Erwecken Sie Ihr Geschenkregister zum Leben! Sie erhalten drei Eingaben: einen Empfängernamen (String), eine Geschenkbehandlung (String) und einen Geschenkwert (Ganzzahl, die Dollar darstellt).
Erstellen Sie zuerst eine GiftBox<String>, die die Geschenkbehandlung enthält. Verpacken Sie diese mit der Methode wrap() und geben Sie dann ihren Status aus.

Erstellen Sie als Nächstes eine GiftBox<Integer>, die den Geschenkwert enthält (der einen Geschenkkartenbetrag darstellt). Verpacken Sie diese nicht – geben Sie ihren Status aus, um zu zeigen, dass sie unverpackt ist.

Erstellen Sie schließlich eine Registry<String, String>, die den Empfängernamen mit der Geschenkbehandlung verknüpft, und geben Sie den Registereintrag aus.

Sie erhalten drei Eingaben in der folgenden Reihenfolge: Empfängername, Geschenkbehandlung und Geschenkwert (als Ganzzahl).

Beachten Sie, wie dieselbe GiftBox-Klasse nahtlos mit den Typen String und Integer funktioniert – das ist die Schönheit von Generics! Und die Klasse Registry zeigt, wie mehrere Typparameter es Ihnen ermöglichen, flexible Paarungen zwischen zwei beliebigen Typen zu erstellen.

Probier es selbst

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // Eingaben lesen
        String recipientName = scanner.nextLine();
        String giftDescription = scanner.nextLine();
        int giftValue = scanner.nextInt();
        
        // TODO: Erstelle eine GiftBox<String>, die die Geschenkbeschreibung enthält
        // TODO: Verpacke sie mit der wrap()-Methode
        // TODO: Gib ihren Status mit getStatus() aus
        
        // TODO: Erstelle eine GiftBox<Integer>, die den Geschenkwert enthält
        // TODO: Diese nicht verpacken - gib ihren Status aus (sollte als unverpackt angezeigt werden)
        
        // TODO: Erstelle ein Registry<String, String>, das den Empfänger mit der Geschenkbeschreibung verknüpft
        // TODO: Gib den Registereintrag mit getEntry() aus
    }
}

Teste dich selbst

Diese Lektion enthält ein kurzes Quiz. Starte die Lektion, um es zu beantworten und deinen Fortschritt zu speichern.

Alle Lektionen in Objektorientierte Programmierung

1Grundlagen der OOP

Externe Dateien Einführung in die OOP Klassen vs. Objekte Das this-Schlüsselwort Methoden Felder (Attribute)Konstruktor-Methode Konstruktor-Überladung Rückblick – Einfacher Taschenrechner

4Vererbung

Grundlagen der Vererbung (extends)Das super-Schlüsselwort Methoden überschreiben (@Override)Konstruktor-Verkettung Die Object-Klasse Einfache & mehrstufige Vererbung Warum keine Mehrfachvererbung von Klassen Zusammenfassung - Mitarbeiter-Hierarchie

7Spezielle Methoden & Object-Klasse

toString()-Methode equals() und hashCode()clone()-Methode compareTo() und Comparable Comparator-Interface Zusammenfassung – Benutzerdefiniertes Sortieren

10Ausnahmebehandlung in OOP

Exception-Klassenhierarchie Benutzerdefinierte Exceptions Checked vs. Unchecked Errors Try-With-Resources-Pattern Recap – Validierter Benutzer

13Projekt: Bibliotheksverwaltung

Projektübersicht & UML-Design Buch- und Benutzerklassen Ausleihsystem Suchfunktionalität Admin-Interface Integration von Exception Handling Testen und Integration