2016/1/21 解读泛型

java泛型

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，以提高代码的重用率。

中文名
Java泛型
外文名
Java generics
应用学科
计算机软件
软件语言
Java
适用版本
Java SE 1.5以上

目录

  1. 1 规则限制
  2. 2 深入泛型
  3. ? 原始代码
  4. ? 重构
  1. ? 实现
  2. 3 高级应用
  3. ? 限制泛型
  4. ? 多接口限制
  1. ? 通配符泛型
  2. 4 泛型方法
  3. 5 关于Java

规则限制编辑

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


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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 showType() {

        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.showType();

        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.showType();

        String s = strOb.getOb();

        System.out.println("value= " + s);

    }

}

例子二：没有使用泛型


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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。

深入泛型编辑

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。


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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;

    }

}

以上的代码实在无聊，就不写如何实现了。

重构

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。


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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：


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public class ObjectFooDemo {

    public static void main(String args[]) {

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

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

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

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

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

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

    }

}

运行结果如下：

[email protected]

[email protected]

[email protected]

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。

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。


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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

[email protected]

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。

高级应用编辑

限制泛型

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：


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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：


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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。

        // 原来作者写的这个地方有误，需要将listFoo改为listFoo1

        // 需要将CollectionGenFoo<Collection>改为CollectionGenFoo<ArrayList>

        // CollectionGenFoo<Collection> listFoo1 = null;

        // listFoo1=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”。

多接口限制

虽然Java泛型简单的用 extends 统一的表示了原有的 extends 和 implements 的概念，但仍要遵循应用的体系，Java 只能继承一个类，但可以实现多个接口，所以你的某个类型需要用 extends 限定，且有多种类型的时候，只能存在一个是类，并且类写在第一位，接口列在后面，也就是：

<T extends SomeClass & interface1 & interface2 & interface3>

这里的例子仅演示了泛型方法的类型限定，对于泛型类中类型参数的限制用完全一样的规则，只是加在类声明的头部，如：


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public class Demo<T extends Comparable & Serializable> {

    // T类型就可以用Comparable声明的方法和Seriablizable所拥有的特性了

}

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：


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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。

        // 原来作者写的这个地方有误，需要将listFoo改为listFoo1

        // CollectionGenFoo<Collection> listFoo1 = null;

        // listFoo1=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。这些都与泛型类中泛型的使用规则类似。

泛型方法编辑

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:


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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，不必指明参数类型，编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。

需要注意，一个static方法，无法访问泛型类的类型参数，所以，若要static方法需要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。

关于Java编辑

詹姆斯·戈士林博士以“Java技术之父”闻名于世。他是Java技术的创始人， 作为Sun研究院院士，他亲手设计了Java语言，完成了Java技术的原始编译器和虚拟机。在他的带领下，Java现已成为互联网的标准编程模式以及分布式企业级应用的事实标准，其跨平台的技术优势为网络计算带来了划时代的变革。戈士林博士积极致力于软件开发工具的研究，以使软件开发工具的功能更强大，更容易为开发人员所使用，确保应用、服务开发的迅速完成。[1]

Java技术是Sun公司在1995年5月正式推出的。十年多来，Java已从编程语言发展成为全球第一大通用开发平台。Java技术已为计算机行业主要公司所采纳，同时也被越来越多的国际技术标准化组织所接受。1999年，Sun推出了以Java 2平台为核心的J2EE、J2SE和J2ME三大平台。随着三大平台的迅速推进，在世界上形成了一股巨大的Java应用浪潮。同时，Java技术还引发了一场无法停止的大变革，为整个Java社团带来了巨大的潮水般的商业机会。

时间： 2024-10-10 04:33:58

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