Java中關於泛型的淺析

前言

java 泛型是java SE 1.5的新特性，泛型的本質是參數化類型，也就是說所操做的數據類型被指定爲一個參數。這種參數類型能夠用在類、接口和方法的建立中，分別稱爲泛型類、泛型接口、泛型方法。

泛型（Generic type 或者 generics）是對 Java 語言的類型系統的一種擴展，以支持建立能夠按類型進行參數化的類。能夠把類型參數看做是使用參數化類型時指定的類型的一個佔位符，就像方法的形式參數是運行時傳遞的值的佔位符同樣。

爲何使用泛型

問題引入

泛型是在java SE 1.5中引入的，在這以前，若是要使用集合的話是怎麼樣子的呢？對於集合List而言，往裏面添加數據的方法add的參數是一個Object類型，這也就意味着什麼數據類型均可以往裏面添加。

List list = new ArrayList();
	list.add("abc");
	list.add("cdf");
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然而，添加容易取出來就有點麻煩了。由於咱們取的時候須要進行強制轉換：

String s = (String) list.get(0);
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有的時候，咱們忘了添加進去是什麼類型了，或者咱們寫的方法，類給別人使用的時候，這個時候就會很容易出錯，由於咱們不知道是什麼類型，所以在運行的時候就會出現異常。

List list = new ArrayList();
		list.add("abc");
		list.add("cdf");
		list.add(12);
		list.add(23.9);

		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			String tempString = (String) list.get(i);
			System.out.println(tempString);
		}
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解決方法

對於上述引起的問題，咱們能夠經過限定傳入數據的類型來解決，就是在add數據的時候咱們就將它限定爲某一類型，其餘類型的數據add不進去，這樣的話，咱們就很簡單的解決了該問題。這種方法就是下面須要說的泛型。

List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("abc");
		list.add("cdf");
複製代碼

經過限定add時傳入的類型是String，這樣在編譯時就能檢測出來，這樣就能避免了上述問題。

泛型分類

泛型有三種使用方式，分別爲：泛型類、泛型接口、泛型方法。

泛型類

泛型類提及來比較抽象，咱們經過一個示例來了解一下：

/**
 * 此處T能夠隨便寫爲任意標識，常見的如T、E、K、V等形式的參數經常使用於表示泛型
 * 
 * @author admin
 *
 * @param <T>
 */
public class Generic<T> {

	/**
	 * 這個成員變量的類型爲T,T的類型由外部指定
	 */
	private T t;

	/**
	 * 泛型構造方法形參t的類型也爲T，T的類型由外部指定
	 * 
	 * @param t
	 */
	public Generic(T t) {
		super();
		this.t = t;
	}

	/**
	 * 泛型方法getT的返回值類型爲T，T的類型由外部指定
	 * 
	 * @return
	 */
	public T getT() {
		return t;
	}

	/**
	 * 泛型方法setT的參數類型爲T，T的類型由外部指定
	 * 
	 * @param t
	 */
	public void setT(T t) {
		this.t = t;
	}
}
複製代碼

泛型類比較簡單，須要指定一個參數類型T，而後由外部傳入，咱們看一下這個泛型類它的使用方式：

//泛型參數T這裏指定爲String類型
Generic<String> generic = new Generic<String>("Hello");
System.out.println(generic.getT());
複製代碼

打印結果以下：

Hello
複製代碼

這裏須要注意的是：泛型的類型參數只能是類類型（包括自定義類），不能是簡單類型。

泛型接口

泛型接口與泛型類的定義及使用基本相同。咱們也經過示例來了解一下：

/**
 * 定義一個泛型接口
 * 
 * @author admin
 *
 * @param <T>
 */
public interface IGeneric<T> {

	T result();

}
複製代碼

定義一個泛型接口後，使用這個泛型接口有兩種狀況：

未傳入泛型參數

/**
 * 未傳入泛型實參時，與泛型類的定義相同，在聲明類的時候，需將泛型的聲明也一塊兒加到類中
 * 
 * @author admin
 *
 * @param <T>
 */
public class Generic1Test<T> implements IGeneric<T> {

	@Override
	public T result() {
		return null;
	}

}
複製代碼

傳入參數類型

/**
 * 在實現類實現泛型接口時，如已將泛型類型傳入實參類型，則全部使用泛型的地方都要替換成傳入的實參類型
 * 
 * @author admin
 *
 */
public class Generic2Test implements IGeneric<String> {

	@Override
	public String result() {

		return "";
	}
}
複製代碼

泛型方法

泛型方法，是在調用方法的時候指明泛型的具體類型 ，可是相對於泛型類而言，泛型方法就比較複雜了，咱們來看一個具體示例：

/**
	 * 聲明一個泛型方法，該泛型方法中帶一個T類型形參，
	 * 
	 * @param <T>
	 * @param a
	 * @param c
	 */
	static <T> void fromArrayToCollection(T[] a, List<T> c) {
		for (T o : a) {
			c.add(o);
		}
	}
複製代碼

申明一個泛型方法時，首先在public與返回值之間的必不可少，這代表這是一個泛型方法，而且聲明瞭一個泛型T，這個T能夠出如今這個泛型方法的任意位置，泛型的數量也能夠爲任意多個。

對於泛型參數的申明比較複雜的多，後面須要專門的講解。

泛型通配符

咱們在定義泛型類，泛型方法，泛型接口的時候常常會遇見不少不一樣的通配符，好比 T，E，K，V ，？等等，這些通配符又都是什麼意思呢？

其實，這些不一樣的通配符沒什麼本質上的區別，只不過在Java開發過程當中咱們約定了這些不一樣的通配符所表達的意思不同：

1. ？表示不肯定的 java 類型
2. T (type) 表示具體的一個java類型
3. K V (key value) 分別表明java鍵值中的Key， Value
4. E (element) 表明Element

無界通配符 <?>

對於通配符咱們能夠理解爲無界，就是, 好比List，通配符的主要做用就是讓泛型可以接受未知類型的數據。若是泛型的類型只在方法聲明中出現一次，就能夠用通配符<？>取代它。

咱們說明一點：List<?> list和List list的區別：

1. List<?> list是表示持有某種特定類型對象的List，可是不知道是哪一種類型；List list是表示持有Object類型對象的List。
2. List<?> list由於不知道持有的實際類型，因此不能add任何類型的對象，可是List list由於持有的是Object類型對象，因此能夠add任何類型的對象。

注意：List<?> list能夠add(null)，由於null是任何引用數據類型都具備的元素。

上界通配符 < ? extends E>

用 extends 關鍵字聲明，表示參數化的類型多是所指定的類型，或者是此類型的子類。

下界通配符 < ? super E>

用 super 進行聲明，表示參數化的類型多是所指定的類型，或者是此類型的父類型，直至 Object。

泛型擦除

Java的泛型是僞泛型，這是由於Java在編譯期間，全部的泛型信息都會被擦掉，正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦除。Java的泛型基本上都是在編譯器這個層次上實現的，在生成的字節碼中是不包含泛型中的類型信息的，使用泛型的時候加上類型參數，在編譯器編譯的時候會去掉，這個過程成爲類型擦除。

譬如： 對於List類型，在編譯後會變成List，JVM看到的只是List，而由泛型附加的類型信息對JVM是看不到的。Java編譯器會在編譯時儘量的發現可能出錯的地方。

咱們舉個例子來講明泛型擦除：

public static void main(String[] args) {
		List<String> strList = new ArrayList<String>();
		strList.add("AAAAA");

		List<Integer> intList = new ArrayList<>();
		intList.add(123);

		System.out.println("編譯時期類型是否相同： " + (strList.getClass() == intList.getClass()));
	}
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打印結果以下：

從上面的例子看出，咱們定義了兩個ArrayList數組，不過一個是ArrayList泛型類型的，只能存儲字符串；一個是ArrayList泛型類型的，只能存儲整數，最後，咱們經過list1對象和list2對象的getClass()方法獲取他們的類的信息，最後發現結果爲true。說明泛型類型String和Integer都被擦除掉了，只剩下原始類型。

泛型好處

Java 語言中引入泛型是一個較大的功能加強。不只語言、類型系統和編譯器有了較大的變化，以支持泛型，並且類庫也進行了大翻修，因此許多重要的類，好比集合框架，都已經成爲泛型化的了。

1. 類型安全。 泛型的主要目標是提升 Java 程序的類型安全。
2. 消除強制類型轉換。 泛型的一個附帶好處是，消除源代碼中的許多強制類型轉換。這使得代碼更加可讀，而且減小了出錯機會。

總結

在上面所舉的例子都是一些簡單的示例並不具備實際的應用，只是爲了簡單說明泛型的概念。本篇文章只是做爲泛型的簡單闡述，對於開發過程當中的泛型還須要咱們深刻的探索，後期會出一遍深刻理解泛型的文章，敬請期待。

關於做者

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