java泛型（一）、泛型的基本介绍和使用

如今开始深刻学习Java的泛型了，之前一直只是在集合中简单的使用泛型，根本就不明白泛型的原理和做用。泛型在java中，是一个十分重要的特性，因此要好好的研究下。 1、泛型的基本概念 泛型的定义：泛型是JDK 1.5的一项新特性，它的本质是参数化类型（Parameterized Type）的应用，也就是说所操做的数据类型被指定为一个参数，在用到的时候在指定具体的类型。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、泛型接口和泛型方法。 泛型思想早在C++语言的模板（Templates）中就开始生根发芽，在Java语言处于尚未出现泛型的版本时，只能经过Object是全部类型的父类和类型强制转换两个特色的配合来实现类型泛化。例如在哈希表的存取中，JDK 1.5以前使用HashMap的get()方法，返回值就是一个Object对象，因为Java语言里面全部的类型都继承于java.lang.Object，那Object转型为任何对象成都是有可能的。可是也由于有无限的可能性，就只有程序员和运行期的虚拟机才知道这个Object究竟是个什么类型的对象。在编译期间，编译器没法检查这个Object的强制转型是否成功，若是仅仅依赖程序员去保障这项操做的正确性，许多ClassCastException的风险就会被转嫁到程序运行期之中。 泛型技术在C#和Java之中的使用方式看似相同，但实现上却有着根本性的分歧，C#里面泛型不管在程序源码中、编译后的IL中（Intermediate Language，中间语言，这时候泛型是一个占位符）或是运行期的CLR中都是切实存在的，List<int>与List<String>就是两个不一样的类型，它们在系统运行期生成，有本身的虚方法表和类型数据，这种实现称为类型膨胀，基于这种方法实现的泛型被称为真实泛型。 Java语言中的泛型则不同，它只在程序源码中存在，在编译后的字节码文件中，就已经被替换为原来的原始类型（Raw Type，也称为裸类型）了，而且在相应的地方插入了强制转型代码，所以对于运行期的Java语言来讲，ArrayList<int>与ArrayList<String>就是同一个类。因此说泛型技术其实是Java语言的一颗语法糖，Java语言中的泛型实现方法称为类型擦除，基于这种方法实现的泛型被称为伪泛型。（类型擦除在后面在学习） 使用泛型机制编写的程序代码要比那些杂乱的使用Object变量，而后再进行强制类型转换的代码具备更好的安全性和可读性。泛型对于集合类来讲尤为有用。 泛型程序设计（Generic Programming）意味着编写的代码能够被不少不一样类型的对象所重用。

实例分析： 在JDK1.5以前，Java泛型程序设计是用继承来实现的。由于Object类是所用类的基类，因此只须要维持一个Object类型的引用便可。就好比ArrayList只维护一个Object引用的数组： [java] view plain copy public class ArrayList//JDK1.5以前的
{
public Object get(int i){......}
public void add(Object o){......}
......
private Object[] elementData;
}
这样会有两个问题： 一、没有错误检查，能够向数组列表中添加类的对象 二、在取元素的时候，须要进行强制类型转换 这样，很容易发生错误，好比： [java] view plain copy /*jdk1.5以前的写法，容易出问题/
ArrayList arrayList1=new ArrayList();
arrayList1.add(1);
arrayList1.add(1L);
arrayList1.add("asa");
int i=(Integer) arrayList1.get(1);//由于不知道取出来的值的类型，类型转换的时候容易出错
这里的第一个元素是一个长整型，而你觉得是整形，因此在强转的时候发生了错误。

因此。在JDK1.5以后，加入了泛型来解决相似的问题。例如在ArrayList中使用泛型： [java] view plain copy /** jdk1.5以后加入泛型*/
ArrayList<String> arrayList2=new ArrayList<String>(); //限定数组列表中的类型
// arrayList2.add(1); //由于限定了类型，因此不能添加整形
// arrayList2.add(1L);//由于限定了类型，因此不能添加整长形
arrayList2.add("asa");//只能添加字符串
String str=arrayList2.get(0);//由于知道取出来的值的类型，因此不须要进行强制类型转换

还要明白的是，泛型特性是向前兼容的。尽管 JDK 5.0 的标准类库中的许多类，好比集合框架，都已经泛型化了，可是使用集合类（好比 HashMap 和 ArrayList）的现有代码能够继续不加修改地在 JDK 1.5 中工做。固然，没有利用泛型的现有代码将不会赢得泛型的类型安全的好处。

在学习泛型以前，简单介绍下泛型的一些基本术语，以ArrayList<E>和ArrayList<Integer>作简要介绍： 整个成为ArrayList<E>泛型类型 ArrayList<E>中的 E称为类型变量或者类型参数 整个ArrayList<Integer> 称为参数化的类型 ArrayList<Integer>中的integer称为类型参数的实例或者实际类型参数 ·ArrayList<Integer>中的<Integer>念为typeof Integer ArrayList称为原始类型

2、泛型的使用 泛型的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、泛型接口和泛型方法。下面看看具体是如何定义的。 一、泛型类的定义和使用 一个泛型类（generic class）就是具备一个或多个类型变量的类。定义一个泛型类十分简单，只须要在类名后面加上<>，再在里面加上类型参数： [java] view plain copy class Pair<T> {
private T value;
public Pair(T value) {
this.value=value;
}
public T getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}
如今咱们就可使用这个泛型类了： [java] view plain copy public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Pair<String> pair=new Pair<String>("Hello");
String str=pair.getValue();
System.out.println(str);
pair.setValue("World");
str=pair.getValue();
System.out.println(str);
}

Pair类引入了一个类型变量T，用尖括号<>括起来，并放在类名的后面。泛型类能够有多个类型变量。例如，能够定义Pair类，其中第一个域和第二个域使用不一样的类型： public class Pair<T,U>{......} 注意：类型变量使用大写形式，且比较短，这是很常见的。在Java库中，使用变量E表示集合的元素类型，K和V分别表示关键字与值的类型。（须要时还能够用临近的字母U和S）表示“任意类型”。

二、泛型接口的定义和使用 定义泛型接口和泛型类差很少，看下面简单的例子： [java] view plain copy interface Show<T,U>{
void show(T t,U u);
}

class ShowTest implements Show<String,Date>{
@Override
public void show(String str,Date date) {
System.out.println(str);
System.out.println(date);
}
}
测试一下： [java] view plain copy public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
ShowTest showTest=new ShowTest();
showTest.show("Hello",new Date());
}

三、泛型方法的定义和使用 泛型类在多个方法签名间实施类型约束。在 List<V> 中，类型参数 V 出如今 get()、add()、contains() 等方法的签名中。当建立一个 Map<K, V> 类型的变量时，您就在方法之间宣称一个类型约束。您传递给 add() 的值将与 get() 返回的值的类型相同。 相似地，之因此声明泛型方法，通常是由于您想要在该方法的多个参数之间宣称一个类型约束。 举个简单的例子： [java] view plain copy public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
String str=get("Hello", "World");
System.out.println(str);
}

public static <T, U> T get(T t, U u) {  
    if (u != null)  
        return t;  
    else  
        return null;  
}

3、泛型变量的类型限定 在上面，咱们简单的学习了泛型类、泛型接口和泛型方法。咱们都是直接使用<T>这样的形式来完成泛型类型的声明。 有的时候，类、接口或方法须要对类型变量加以约束。看下面的例子： 有这样一个简单的泛型方法： [java] view plain copy public static <T> T get(T t1,T t2) {
if(t1.compareTo(t2)>=0);//编译错误
return t1;
}
由于，在编译以前，也就是咱们还在定义这个泛型方法的时候，咱们并不知道这个泛型类型T，究竟是什么类型，因此，只能默认T为原始类型Object。因此它只能调用来自于Object的那几个方法，而不能调用compareTo方法。 可个人本意就是要比较t1和t2，怎么办呢？这个时候，就要使用类型限定，对类型变量T设置限定（bound）来作到这一点。 咱们知道，全部实现Comparable接口的方法，都会有compareTo方法。因此，能够对<T>作以下限定： [java] view plain copy public static <T extends Comparable> T get(T t1,T t2) { //添加类型限定
if(t1.compareTo(t2)>=0);
return t1;
}

类型限定在泛型类、泛型接口和泛型方法中均可以使用，不过要注意下面几点： 一、无论该限定是类仍是接口，统一都使用关键字 extends 二、可使用&符号给出多个限定，好比 [java] view plain copy public static <T extends Comparable&Serializable> T get(T t1,T t2)

三、若是限定既有接口也有类，那么类必须只有一个，而且放在首位置 [java] view plain copy public static <T extends Object&Comparable&Serializable> T get(T t1,T t2)