Java泛型的理解

泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操做的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型能够用在类、接口和方法的建立中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

　　Java语言引入泛型的好处是安全简单。

　　在Java SE 1.5以前，没有泛型的状况的下，经过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要作显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型能够预知的状况下进行的。对于强制类型转换错误的状况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。

　　泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，而且全部的强制转换都是自动和隐式的，提升代码的重用率。

规则和限制

　　一、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。

　　二、同一种泛型能够对应多个版本（由于参数类型是不肯定的），不一样版本的泛型类实例是不兼容的。

　　三、泛型的类型参数能够有多个。

　　四、泛型的参数类型可使用extends语句，例如<T extends superclass>。习惯上称为“有界类型”。

　　五、泛型的参数类型还能够是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName(java.lang.String);

　　泛型还有接口、方法等等，内容不少，须要花费一番功夫才能理解掌握并熟练应用。在此给出我曾经了解泛型时候写出的两个例子（根据看的印象写的），实现一样的功能，一个使用了泛型，一个没有使用，经过对比，能够很快学会泛型的应用，学会这个基本上学会了泛型70%的内容。

　　例子一：使用了泛型

　　public class Gen<T> {

　　private T ob; //定义泛型成员变量

　　public Gen(T ob) {

　　this.ob = ob;

　　}

　　public T getOb() {

　　return ob;

　　}

　　public void setOb(T ob) {

　　this.ob = ob;

　　}

　　public void showTyep() {

　　System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());

　　}

　　}

　　public class GenDemo {

　　public static void main(String[] args){

　　//定义泛型类Gen的一个Integer版本

　　Gen<Integer> intOb=new Gen<Integer>(88);

　　intOb.showTyep();

　　int i= intOb.getOb();

　　System.out.println("value= " + i);

　　System.out.println("----------------------------------");

　　//定义泛型类Gen的一个String版本

　　Gen<String> strOb=new Gen<String>("Hello Gen!");

　　strOb.showTyep();

　　String s=strOb.getOb();

　　System.out.println("value= " + s);

　　}

　　}

　　例子二：没有使用泛型

　　public class Gen2 {

　　private Object ob; //定义一个通用类型成员

　　public Gen2(Object ob) {

　　this.ob = ob;

　　}

　　public Object getOb() {

　　return ob;

　　}

　　public void setOb(Object ob) {

　　this.ob = ob;

　　}

　　public void showTyep() {

　　System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());

　　}

　　}

　　public class GenDemo2 {

　　public static void main(String[] args) {

　　//定义类Gen2的一个Integer版本

　　Gen2 intOb = new Gen2(new Integer(88));

　　intOb.showTyep();

　　int i = (Integer) intOb.getOb();

　　System.out.println("value= " + i);

　　System.out.println("----------------------------------");

　　//定义类Gen2的一个String版本

　　Gen2 strOb = new Gen2("Hello Gen!");

　　strOb.showTyep();

　　String s = (String) strOb.getOb();

　　System.out.println("value= " + s);

　　}

　　}

　　运行结果：

　　两个例子运行Demo结果是相同的,控制台输出结果以下：

　　T的实际类型是:

　　java.lang.Integer

　　value= 88

　　----------------------------------

　　T的实际类型是: java.lang.String

　　value= Hello Gen!

　　Process finished with exit code 0

　　看明白这个，之后基本的泛型应用和代码阅读就不成问题了。

逐渐深刻泛型

　　一、没有任何重构的原始代码：

　　有两个类以下，要构造两个类的对象，并打印出各自的成员x。

　　public class StringFoo {

　　private String x;

　　public StringFoo(String x) {

　　this.x = x;

　　}

　　public String getX() {

　　return x;

　　}

　　public void setX(String x) {

　　this.x = x;

　　}

　　}

　　public class DoubleFoo {

　　private Double x;

　　public DoubleFoo(Double x) {

　　this.x = x;

　　}

　　public Double getX() {

　　return x;

　　}

　　public void setX(Double x) {

　　this.x = x;

　　}

　　}

　　以上的代码是在无聊，就不写如何实现了。

　　二、对上面的两个类进行重构，写成一个类：

　　由于上面的类中，成员和方法的逻辑都同样，就是类型不同，所以考虑重构。Object是全部类的父类，所以能够考虑用Object作为成员类型，这样就能够实现通用了，实际上就是“Object泛型”，暂时这么称呼。

　　public class ObjectFoo {

　　private Object x;

　　public ObjectFoo(Object x) {

　　this.x = x;

　　}

　　public Object getX() {

　　return x;

　　}

　　public void setX(Object x) {

　　this.x = x;

　　}

　　}

　　写出Demo方法以下：

　　public class ObjectFooDemo {

　　public static void main(String args[]) {

　　ObjectFoo strFoo = new ObjectFoo("Hello Generics!");

　　ObjectFoo douFoo = new ObjectFoo(new Double("33"));

　　ObjectFoo objFoo = new ObjectFoo(new Object());

　　System.out.println("strFoo.getX="+(String)strFoo.getX());

　　System.out.println("douFoo.getX="+(Double)douFoo.getX());

　　System.out.println("objFoo.getX="+(Object)objFoo.getX());

　　}

　　}

　　运行结果以下：

　　strFoo.getX=Hello Generics!

　　douFoo.getX=33.0

　　objFoo.getX=java.lang.Object@19821f

　　解说：在Java 5以前，为了让类有通用性，每每将参数类型、返回类型设置为Object类型，当获取这些返回类型来使用时候，必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口，而后才能够调用对象上的方法。

　　三、Java5泛型来实现

　　强制类型转换很麻烦，我还要事先知道各个Object具体类型是什么，才能作出正确转换。不然，要是转换的类型不对，好比将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，但是运行的时候就挂了。那有没有不强制转换的办法----有，改用 Java5泛型来实现。

　　public class GenericsFoo<T> {

　　private T x;

　　public GenericsFoo(T x) {

　　this.x = x;

　　}

　　public T getX() {

　　return x;

　　}

　　public void setX(T x) {

　　this.x = x;

　　}

　　}

　　public class GenericsFooDemo {

　　public static void main(String args[]){

　　GenericsFoo<String> strFoo=new GenericsFoo<String>("Hello Generics!");

　　GenericsFoo<Double> douFoo=new GenericsFoo<Double>(new Double("33"));

　　GenericsFoo<Object> objFoo=new GenericsFoo<Object>(new Object());

　　System.out.println("strFoo.getX="+strFoo.getX());

　　System.out.println("douFoo.getX="+douFoo.getX());

　　System.out.println("objFoo.getX="+objFoo.getX());

　　}

　　}

　　运行结果：

　　strFoo.getX=Hello Generics!

　　douFoo.getX=33.0

　　objFoo.getX=java.lang.Object@19821f

　　和使用“Object泛型”方式实现结果的彻底同样，可是这个Demo简单多了，里面没有强制类型转换信息。

　　下面解释一下上面泛型类的语法：

　　使用<T>来声明一个类型持有者名称，而后就能够把T看成一个类型表明来声明成员、参数和返回值类型。

　　固然T仅仅是个名字，这个名字能够自行定义。

　　class GenericsFoo<T> 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上至关于Object类型，实际上至关于 class GenericsFoo<T extends Object>。

　　与Object泛型类相比，使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候，可使用“<实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。类如

　　GenericsFoo<Double> douFoo=new GenericsFoo<Double>(new Double("33"));

　　固然，也能够在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型，可是你在使用该对象的时候，就须要强制转换了。好比：GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double("33"));

　　实际上，当构造对象时不指定类型信息的时候，默认会使用Object类型，这也是要强制转换的缘由。

泛型的高级应用

　　一、限制泛型的可用类型

　　在上面的例子中，因为没有限制class GenericsFoo<T>类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型至关于Object，这和“Object泛型”实质是同样的。限制好比咱们要限制T为集合接口类型。只须要这么作：

　　class GenericsFoo<T extends Collection>，这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。

　　注意：<T extends Collection>这里的限定使用关键字 extends，后面能够是类也能够是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。

　　下面继续对上面的例子改进，我只要实现了集合接口的类型：

　　public class CollectionGenFoo<T extends Collection> {

　　private T x;

　　public CollectionGenFoo(T x) {

　　this.x = x;

　　}

　　public T getX() {

　　return x;

　　}

　　public void setX(T x) {

　　this.x = x;

　　}

　　}

　　实例化的时候能够这么写：

　　public class CollectionGenFooDemo {

　　public static void main(String args[]) {

　　CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null;

　　listFoo = new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

　　//出错了,不让这么干。

　　// CollectionGenFoo<Collection> listFoo = null;

　　// listFoo=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

　　System.out.println("实例化成功!");

　　}

　　}

　　当前看到的这个写法是能够编译经过，并运行成功。但是注释掉的两行加上就出错了，由于<T extends Collection>这么定义类型的时候，就限定了构造此类实例的时候T是肯定的一个类型，这个类型实现了Collection接口，可是实现 Collection接口的类不少不少，若是针对每一种都要写出具体的子类类型，那也太麻烦了，我干脆还不如用Object通用一下。别急，泛型针对这种状况还有更好的解决方案，那就是“通配符泛型”。

　　二、通配符泛型

　　为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来肯定的缺点，引入了“通配符泛型”，针对上面的例子，使用通配泛型格式为<? extends Collection>，“？”表明未知类型，这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式能够写为：

　　public class CollectionGenFooDemo {

　　public static void main(String args[]) {

　　CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null;

　　listFoo = new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

　　//如今不会出错了

　　CollectionGenFoo<? extends Collection> listFoo1 = null;

　　listFoo=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

　　System.out.println("实例化成功!");

　　}

　　}

　　注意：

　　一、若是只指定了<?>，而没有extends，则默认是容许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。

　　二、通配符泛型不单能够向下限制，如<? extends Collection>，还能够向上限制，如<? super Double>，表示类型只能接受Double及其上层父类类型，如Number、Object类型的实例。

　　三、泛型类定义能够有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还能够定义泛型接口，泛型方法。这些都泛型类中泛型的使用规则相似。

泛型方法

　　     是否拥有泛型方法，与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值前。如:

　　public class ExampleA  {

　　public <T> void f(T x)   {

　　System.out.println(x.getClass().getName());

　　}

　　public static void main(String[] args) {

　　ExampleA ea = new ExampleA();

　　ea.f(" ");

　　ea.f(10);

　　ea.f('a');

　　ea.f(ea);

　　}

　　}

　　输出结果：

　　java.lang.String

　　java.lang.Integer

　　java.lang.Character

　　ExampleA

　　使用泛型方法时，没必要指明参数类型，编译器会本身找出具体的类型。泛型方法除了定义不一样，调用就像普通方法同样。

　　须要注意，一个static方法，没法访问泛型类的类型参数，全部，若要static方法须要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。