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java泛型应用是java核心基础之一，从java 5开始引进泛型。如果你曾经使用过java Collection，那你已经算是接触过泛型了。在java Collection里使用泛型是一件很简单的事情，可泛型还具有很多你意想不到的作用。在深入了解泛型之前，首先来了解一下泛型的一些基本概念与原理。 一、java 泛型引入java泛型的应用可以提高的代码的复用性，同时泛型提供了类型检查，减少了数据的类型转换，同时保证了类型安全。下面看一下，泛型如何保证了类型安全： List list = new ArrayList(); list.add("abc"); list.add(new Integer(1)); //可以通过编译 for (Object object : list) { System.out.println((String)object);//抛出ClassCastException异常 }
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("abc"); //list.add(new Integer(1)); //编译错误 for (String string : list) { System.out.println(string);//无需任何强制类型转换 }
二、泛型的类与接口既然是学泛型，自然就要知道如何去使用泛型定义自己的类和接口。同时为了加深理解泛型的作用，先引进一个原始的类： public class Gen { private Object obj; public Object getObj() { return obj; } public void setObj(Object obj) { this.obj = obj; } public static void main(String[] args) { Gen gen = new Gen(); gen.setObj("abc"); String str = (String) gen.getObj();//类型转换，可能会引起运行时ClassCastException } }
public class Gen<T> { T obj; public T getObj() { return obj; } public void setObj(T obj) { this.obj = obj; } public static void main(String[] args) { Gen<String> gen = new Gen<>(); gen.setObj("abc"); // gen.setObj(10); //无法通过编译 String str = gen.getObj(); //无需类型转换 //----------------------------- Gen gen2 = new Gen();//raw type原始类型 gen2.setObj("abc"); gen2.setObj(10); //可以通过编译，自动装箱将10转化为Integer对象 Integer num = (Integer) gen2.getObj();//使用了强制类型转换 } } 细心的你会发现在main（）方法里是使用泛型类型Gen<String>,便不再需要强制类型转换，也就移除了运行时的ClassCastException。同时为了区别，在此也定义了一个没有使用泛型类型的gen2，这时，编译器会弹出一个警告“Gen is a raw type,References to generic type Gen<T> should be parameterized”。当我们不提供泛型类型时，会默认使用Object会代替，也是因此这样，gen2可以设置String和Integer类型，不过，我们应尽量去避免这种这种情况的出现，如此，便又需要用到强制类型转换，也伴随着运行时的ClassCastException异常。 tips：可以使用@SuppressWarnings("rawtypes")来抑制编译器弹出警告。 接口的泛型应用和类的泛型应用很类似，如下： public interface List <E> { void add(E x); Iterator<E> iterator(); } public interface Iterator<E> { E next(); boolean hasNext(); } 类似的，可以将此应用到自定义的接口与类当中。另外再提一下的是，可以使用多个泛型参数来定义接口与类，比如Map<K,V>；同时，泛型类型也可以作为一个参数来用，如下：new HashMap<String, List<String>>()。 三、泛型的命名规范为了更好地去理解泛型，我们也需要去理解java泛型的命名规范。为了与java关键字区别开来，java泛型参数只是使用一个大写字母来定义。各种常用泛型参数的意义如下：
四、泛型的方法与构造函数有时候我们并不希望整个类都被泛型化，这时可以只在某个方法上应用泛型。因为构造函数是一种特殊的方法，因此也可以在构造函数上应用泛型。Demo GenMethod演示了如何在方法上应用泛型和调用泛型方法， public class GenMethod { public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a,Collection<T> c){ for (T t : a) { c.add(t); } } public static void main(String[] args) { Object[] oa = new Object[100]; Collection<Object> co = new ArrayList<>(); GenMethod.<Object>fromArrayToCollection(oa, co); } }
public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a,Collection<T> c){ for (T t : a) { c.add(t); c.add(new Object()); } }
GenMethod.fromArrayToCollection(oa, co)。 为了加深对编译器推断泛型类型的了解，再看一下如下几个推断： String[] sa = new String[100]; Collection<String> cs = new ArrayList<String>(); // T 推断为String fromArrayToCollection(sa, cs); // T 推断为Object fromArrayToCollection(sa, co); Integer[] ia = new Integer[100]; Float[] fa = new Float[100]; Number[] na = new Number[100]; Collection<Number> cn = new ArrayList<Number>(); //T 推断为Number fromArrayToCollection(ia, cn); //T 推断为Number fromArrayToCollection(fa, cn); //T 推断为Number fromArrayToCollection(na, cn); //T 推断为Object fromArrayToCollection(na, co); //编译错误，Number与String不能兼容 fromArrayToCollection(na, cs);
四、泛型参数的界限有时候，你会希望泛型类型只能是某一部分类型，比如操作数据的时候，你会希望是Number或其子类类型。这个想法其实就是给泛型参数添加一个界限。其定义形式为： <T extends BoundingType> 此定义表示T应该是BoundingType的子类型（subtype）。T和BoundingType可以是类，也可以是接口。另外注意的是，此处的”extends“表示的子类型，不等同于继承。 Demo： public class Box<T> { private T t; public void set(T t) { this.t = t; } public T get() { return t; } public <U extends Number> void inspect(U u) { System.out.println("T: " + t.getClass().getName()); System.out.println("U: " + u.getClass().getName()); } public static void main(String[] args) { Box<String> integerBox = new Box<>(); integerBox.set("abc"); //能通过编译，因为T指定为String类型 // integerBox.inspect("abc");//不能通过编译，因为U必须是Number类型或其子类 integerBox.inspect(new Integer(10)); } }
public class NumberTest<T extends Integer> { private T num; public NumberTest(T num) { this.num = num;} public boolean isOdd(){ return num.intValue()%2 == 1; } //.... } 接着引入下一个问题，如何为泛型参数添加多个限制范围，多重限制范围格式如下： <T extends A & B & C> 一个泛型参数可以有多重限制范围，使用“&”分隔。且限制范围中之多有一个类。如果用一个类作为限定，它必须是限定列表中的第一个。举例如下： Class A { /* ... */ }
interface B { /* ... */ }
interface C { /* ... */ }
class D <T extends A & B & C> { /* ... */ }
class D <T extends B & A & C> { /* ... */ } // 无法通过编译 五、泛型方法与泛参界限的综合如果说泛型方法是一个有用的工具，那泛参的界限就应该这个工具的灵魂，为这个工具添加了一些“行为准则”。如下：设计一个方法，统计在一个数组里比指定元素大的个数， public static <T> int countGreater(T[] array,T elem) { int count = 0; for (T t : array) { if (t > elem) {//编译错误 ++count; } } return count; }
public interface Comparable<T> { public int compareTo(T o); } 更改后的代码如下： public static <T extends Comparable<T>> int countGreater(T[] array,T elem) { int count = 0; for (T t : array) { if (t.compareTo(elem) > 0) {//无编译错误 ++count; } } return count; } 除了上述方式，也可以选择添加界限Comparator<T,T>,只不过此界限需要两个参数而已，Comparator的定义与使用以前已经谈过，这里不再累述，详情可以点击 这里。 六、泛型、继承与子类型如果两个类之间相互兼容（继承与被继承），那么便可以将一个类对象赋值给另一个类对象，比如：你可以将一个String对象赋值给Object，String是Object的子类， String someString = new String(); Object someObject = new Object(); someObject = someString; 如果你熟悉面向对象技术，会知道这是一种“is-a”关系。String是Object的一种对象，所以上面的赋值是可以的。同理，Integer、Double是Number的一类对象，下面的赋值也可以： public void someMethod(Number n) { /* ... */ } someMethod(new Integer(10)); // OK someMethod(new Double(10.1); // OK 这种“is-a”关系，同样也是用泛型。如果你将泛参设置Number，那么在随后的调用里，只需要传入一个数据对象就行了，如下： Box<Number> box = new Box<>(); box.add(new Integer(1)); box.add(new Double(1.0));
public void someMethod(Box<Number> n) { /*.....*/} 这个方法可以接受什么类型的参数呢？？显然，这个方法接受Box<Number>类型的参数？？那又是否可以接受Box<Integer>或者Box<Double>类型的参数的？？答案是否定的，因为Box<Integer>与Box<Double>都不是Box<Number>的子类。在泛型编程里，这是一个容易混淆的概念，但又必须要懂的原理。如下图：
 从图可以看到，即使Integer是Number的子类，但Box<Integer>并不是Box<Number>的子类。Box<Integer>与Box<Number>的共同父类是Object。换言之，无论类A与类B是否存在关联，MyClass<A>与MyClass<B>都没有任何关联，其共同的父类的是Object。那是否说，泛型就不存在子类呢？？这个留待解决，看完本文便可以知晓。
七、泛型类与子类型在谈这一小节时，先回顾一下泛型方法的“extends”含义，泛型的“extends”与继承的“extends”并不一样，泛型的“extends”其后可以是一个类（如T extends Number），同样也可以是一个接口（如T extends List<T>）。泛型的”extends“代表子类型，而不是子类，或许你可以把等其同于”extends（继承）“和”implement的并集。 在泛型里，也存在子类型，前提是其泛型参数的限制并没有改变，可以认为泛参没有改变，其实就是从原来的类或接口来判断泛型的子类型。为了形象理解，我们已collection类来作个例子，如：ArrayList<E> implement List<E>，而List<E> extends Collection<E>，那么ArrayList<String>就是List<String>的子类型，而List<String>则是Collection<String>,其关系图如下：
深入一点来谈，现在假设需要定义自己的List接口 — PayLoadList，其定义如下： interface PayloadList<E,P> extends List<E> { void setPayload(int index, P val); //... } 如上,则下面的样例都是List<String>子类型，： PayloadList<String,String> PayloadList<String,Integer> PayloadList<String,Exception> 如图： 转自 https://blog.51cto.com/peiquan/1302898 |
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