Java語法糖（3）：泛型

泛型初探

在泛型（Generic type或Generics）出現以前，是這麼寫代碼的：

 

public static void main(String[] args)
{
 List list = new ArrayList();
 list.add("123");
 list.add("456");
 
 System.out.println((String)list.get(0));
}

固然這是徹底容許的，由於List裏面的內容是Object類型的，天然任何對象類型均可以放入、均可以取出，可是這麼寫會有兩個問題：

一、當一個對象放入集合時，集合不會記住此對象的類型，當再次從集合中取出此對象時，該對象的編譯類型變成了Object

二、運行時須要人爲地強制轉換類型到具體目標，實際的程序毫不會這麼簡單，一個不當心就會出現java.lang.ClassCastException，即類型轉換異常

因此，泛型出現以後，上面的代碼就改爲了你們都熟知的寫法：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<String> list = new ArrayList<String>();
 list.add("123");
 list.add("456");
 
 System.out.println(list.get(0));
}

這就是泛型。泛型是對Java語言類型系統的一種擴展，有點相似於C++的模板，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。引入泛型，是對Java語言一個較大的功能加強，帶來了不少的好處：

一、類型安全。類型錯誤如今在編譯期間就被捕獲到了，而不是在運行時看成java.lang.ClassCastException展現出來，將類型檢查從運行時挪到編譯時有助於開發者更容易找到錯誤，並提升程序的可靠性

二、消除了代碼中許多的強制類型轉換，加強了代碼的可讀性

三、爲較大的優化帶來了可能

getClass()相同

看一段代碼：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<String> stringList = new ArrayList<String>();
 List<Integer> integerList = new ArrayList<Integer>();
 System.out.println(stringList.getClass() == integerList.getClass());
}

運行結果爲：

 

true

這意味着，泛型是什麼並不會對一個對象實例是什麼類型的形成影響，因此，經過改變泛型的方式試圖定義不一樣的重載方法也是不能夠的：

 

儘可能使用精確的類型定義泛型

儘可能使用精確的類型定義泛型，除非必要，不然不要寫一個接口或者父類上去：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<Number> list = new ArrayList<Number>();
 list.add(4);
 list.add(2.2);
 for (Number number : list)
 System.out.println(number);
}

就像這樣，list中的是一個Number類型，往裏面添加的是Integer與Double，這樣致使get出來的元素也都是Number類型的，失去了子類擴展的功能。若是要讓子類變爲Interger和Double也能夠，(Integer)list.get(0)和(Double)list.get(1)強轉就能夠了，可是這樣不就失去了泛型的意義了嗎？因此，儘可能用精確的類型去定義泛型。

使用類型通配符

List<Object>不是List<String>的父類型，List<Integer>不是List<Number>的父類型，試圖用如下方式賦值是不容許的：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<Number> numberList = new ArrayList<Number>();
 List<Integer> integerList = new ArrayList<Integer>();
 numberList = integerList;
}

第5行將報錯」Type mismatch: cannot convert from List<Integer> to List<Number>」。有人可能以爲這樣很不方便：我在一個方法裏面只須要循環檢索一個List，也不能利用多態放一個父類型進去，也不能重載，那怎麼辦呢？針對這個問題，Java給開發者提供了通配符」?」，看一下：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<String> stringList = new ArrayList<String>();
 List<Integer> integerList = new ArrayList<Integer>();
 
 printList(stringList);
 printList(integerList);
}
 
private static void printList(List<?> l)
{
 for (Object o : l)
 System.out.println(o);
}

<?>是類型通配符，表示是任何泛型的父類型，這樣List<Object>、List<String>這些均可以傳遞進入printList方法中，注意這裏的參數不能寫成List<E>，這樣就報錯了，E未定義。固然<?>也能夠不加，不過這樣會有警告：若是傳遞一個List<E>給List，至關於傳遞一個只承諾將它看成List（原始類型）的方法，這將會破壞使用泛型的類型安全。

再注意一點，使用類型通配符，只能從中檢索元素，不能添加元素。

泛型方法

 

public static void main(String[] args)
{
 System.out.println(ifThenElse(false, "111", "222"));
}
 
private static <T> T ifThenElse(boolean b, T first, T second)
{
 return b ? first : second;
}

返回結果爲：

 

222

這說明，方法也能夠被泛型化，無論定義在其中的類是否是泛型化的。這意味着不用顯式告訴編譯器，想要T什麼值：編譯器只知道這些T都必須相同。

靜態資源不認識泛型

接上一個話題，若是把<T>去掉，那麼：

 

報錯，T未定義。可是若是咱們再把static去掉：

 

這並不會有任何問題。兩相對比下，能夠看出static方法並不認識泛型，因此咱們要加上一個<T>，告訴static方法，後面的T是一個泛型。既然static方法不認識泛型，那咱們看一下static變量是否定識泛型：

 

這證實了，static變量也不認識泛型，其實不只僅是static方法、static變量，static塊也不認識泛型，能夠本身試一下。總結起來就是一句話：靜態資源不認識泛型。

泛型約束

能夠對泛型參數做約束，原本以爲應該有規律，後來發現沒有，那就把本身研究的結論發一下，假設有一組類繼承關係C繼承自B，B繼承自A：

一、定義class的時候只能使用extends關鍵字且不能用通配符」?」

 

public class TestMain<T extends B>
{
 public static void main(String[] args)
 {
 new TestMain<C>();
 }
}

正確。TestMain類的泛型只能傳B的子類，也就是C。」new TestMain<A>()」、」public class TestMain<? extends B>」、」public class TestMain<T super B>」都是錯誤的寫法

二、做爲方法的參數，泛型可使用」? extends B」或者」? super B」，前者表示實際類型只能夠是B的子類，後者表示實際類型只能夠是B的父類，如下兩種寫法都是正確的：

 

public static void main(String[] args)
{
 print(new ArrayList<C>());
}
 
public static void print(List<? extends B> list)
{
 
}

public static void main(String[] args)
{
 print(new ArrayList<A>());
 print(new ArrayList<Object>());
}
 
public static void print(List<? super B> list)
{
 
}

三、做爲局部變量的參數，泛型可使用」? extends B」或者」? super B」，不過前者好像沒什麼意義，後者表示只能夠傳以B爲父類的對象，因此如下的寫法是正確的：

 

public static void main(String[] args)
{
 List<? super B> list = new ArrayList<B>();
 list.add(new C());
}

不要寫」list.add(new A())」，JDK將會認爲這是類型不匹配的。

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