Java 泛型

介绍　

　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。

　　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。

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。

　　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。

　　3、泛型的类型参数可以有多个。

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

　　5、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);

　　泛型还有接口、方法等等，内容很多，需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），实现同样的功能，一个使用了泛型，一个没有使用，通过对比，可以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,控制台输出结果如下：

　　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，以后基本的泛型应用和代码阅读就不成问题了。

逐渐深入泛型

　　1、没有任何重构的原始代码：

　　有两个类如下，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。

　　2、对上面的两个类进行重构，写成一个类：

　　因为上面的类中，成员和方法的逻辑都一样，就是类型不一样，因此考虑重构。Object是所有类的父类，因此可以考虑用Object做为成员类型，这样就可以实现通用了，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方法如下：

　　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());

　　}

　　}

　　运行结果如下：

　　strFoo.getX=Hello Generics!

　　douFoo.getX=33.0

　　objFoo.getX=java.lang.Object@19821f

　　解说：在Java 5之前，为了让类有通用性，往往将参数类型、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，然后才可以调用对象上的方法。

　　3、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，才能做出正确转换。否则，要是转换的类型不对，比如将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，可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”方式实现结果的完全一样，但是这个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，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。

　　当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。

　　class GenericsFoo<T> 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上相当于Object类型，实际上相当于 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，可以使用“<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"));

　　当然，也可以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，但是你在使用该对象的时候，就需要强制转换了。比如：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原因。

泛型的高级应用

　　1、限制泛型的可用类型

　　在上面的例子中，由于没有限制class GenericsFoo<T>类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做：

　　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，后面可以是类也可以是接口。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;

　　}

　　}

　　实例化的时候可以这么写：

　　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可以编译通过，并运行成功。可是注释掉的两行加上就出错了，因为<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是确定的一个类型，这个类型实现了Collection接口，但是实现 Collection接口的类很多很多，如果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，泛型针对这种情况还有更好的解决方案，那就是“通配符泛型”。

　　2、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确定的缺点，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>，“？”代表未知类型，这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式可以写为：

　　public class CollectionGenFooDemo {

　　public static void main(String args[]) {

　　CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null;

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

　　//现在不会出错了

　　CollectionGenFoo<? extends Collection> listFoo1 = null;

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

　　System.out.println("实例化成功!");

　　}

　　}

　　注意：

　　1、如果只指定了<?>，而没有extends，则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。

　　2、通配符泛型不单可以向下限制，如<? extends Collection>，还可以向上限制，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。

　　3、泛型类定义可以有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还可以定义泛型接口，泛型方法。这些都泛型类中泛型的使用规则类似。