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泛型的理解

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1.为什么引入泛型
Java语言引入泛型的好处是安全简单.
在Java SE 1.5之前,没有泛型的情况的下,通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”,“任意化”带来的缺点是要做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可以预知的情况下进行的。
对于强制类型转换错误的情况,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,并且所有的强制转换都是自动和隐式的,提高代码的重用率。


2.泛型的本质
表面上看起来,无论语法还是应用的环境(比如容器类),泛型类型(或者泛型)都类似于 C++ 中的模板。但是这种相似性仅限于表面,Java 语言中的泛型基本上完全在编译器中实现,由编译器执行类型检查和类型推断,然后生成普通的非泛型的字节码。这种实现技术称为 擦除(erasure)(编译器使用泛型类型信息保证类型安全,然后在生成字节码之前将其清除),这项技术有一些奇怪,并且有时会带来一些令人迷惑的后果。虽然范型是 Java 类走向类型安全的一大步,但是在学习使用泛型的过程中几乎肯定会遇到头痛(有时候让人无法忍受)的问题。
(他并没有提高效率)

泛型是Java SE 1.5的新特性,泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法


3.泛型在使用中还有一些规则和限制
(1)、泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型即类型参数不能是内置类型的
(2)、同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的,也可以说不是协变的

什么叫协变呢?

如果 Integer扩展了 Number(事实也是如此),那么不仅 Integer是 Number,而且 Integer[]也是 Number[],在要求 Number[]的地方完全可以传递或者赋予 Integer[]。(更正式地说,如果 Number是 Integer的超类型,那么 Number[]也是 Integer[]的超类型)。您也许认为这一原理同样适用于泛型类型 —— List<Number>是 List<Integer>的超类型,那么可以在需要 List<Number>的地方传递 List<Integer>。不幸的是,情况并非如此。

不允许这样做有一个很充分的理由:这样做将破坏要提供的类型安全泛型。如果能够将 List<Integer>赋给 List<Number>。那么下面的代码就允许将非 Integer的内容放入 List<Integer>:
 List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); 
 List<Number> ln = li; // illegal 
 ln.add(new Float(3.1415)); 
 

因为 ln是 List<Number>,所以向其添加 Float似乎是完全合法的。但是如果 ln是 li的别名,那么这就破坏了蕴含在 li定义中的类型安全承诺 —— 它是一个整数列表,这就是泛型类型不能协变的原因。
另一个关于协变的问题
数组能够协变而泛型不能协变的另一个后果是,不能实例化泛型类型的数组(new List<String>[3]是不合法的),除非类型参数是一个未绑定的通配符(new List<?>[3]是合法的)。让我们看看如果允许声明泛型类型数组会造成什么后果:
 List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // illegal 
 Object[] oa = lsa;  // OK because List<String> is a subtype of Object 
 List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); 
 li.add(new Integer(3)); 
 oa[0] = li; 
 String s = lsa[0].get(0); 

最后一行将抛出 ClassCastException,因为这样将把 List<Integer>填入本应是 List<String>的位置。因为数组协变会破坏泛型的类型安全,所以不允许实例化泛型类型的数组(除非类型参数是未绑定的通配符,比如 List<?>)。

(3)、构造延迟且不能使用类型参数访问构造函数
因为可以擦除功能,所以 List<Integer>和 List<String>是同一个类,编译器在编译 List<V>时只生成一个类(和 C++ 不同)。因此,在编译 List<V>类时,编译器不知道 V所表示的类型,所以它就不能像知道类所表示的具体类型那样处理 List<V>类定义中的类型参数(List<V>中的 V)。

因为运行时不能区分 List<String>和 List<Integer>(运行时都是 List),用泛型类型参数标识类型的变量的构造就成了问题。运行时缺乏类型信息,这给泛型容器类和希望创建保护性副本的泛型类提出了难题。

比如泛型类 Foo:
 class Foo<T> { 
  public void doSomething(T param) { ... } 
 } 
 


假设 doSomething()方法希望复制输入的 param参数,会怎么样呢?没有多少选择。您可能希望按以下方式实现 doSomething():
 public void doSomething(T param) { 
  T copy = new T(param);  // illegal 
 } 
 


但是您不能使用类型参数访问构造函数,因为在编译的时候还不知道要构造什么类,因此也就不知道使用什么构造函数。使用泛型不能表达“T必须拥有一个拷贝构造函数(copy constructor)”(甚至一个无参数的构造函数)这类约束,因此不能使用泛型类型参数所表示的类的构造函数。

clone()怎么样呢?假设在 Foo的定义中,T扩展了 Cloneable:

class Foo<T extends Cloneable> {
  public void doSomething(T param) {
    T copy = (T) param.clone();  // illegal
  }
}

不幸的是,仍然不能调用 param.clone()。为什么呢?因为 clone()在 Object中是保护访问的,调用 clone()必须通过将 clone()改写公共访问的类引用来完成。但是重新声明 clone()为 public 并不知道 T,因此克隆也无济于事。


(4)、泛型的类型参数可以有多个。
(5)、泛型的参数类型可以使用extends语句,例如<t extends="" superclass="">。习惯上成为“有界类型”。   
(6)、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class classType = Class.forName(java.lang.String);


reference from
1. http://zhangpeng-sun.iteye.com/blog/242583
2.http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp01255.html
3.http://www.bitscn.com/pdb/java/200605/23644.html

以下的这个地址对泛型写得很好,可以参看一下
http://www.iteye.com/topic/549509
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