Java泛型

原文位址：http://baike.baidu.com/view/1436058.htm

介紹

在Java SE 1.5之前，沒有泛型的情況的下，通過對類型Object的引用來實作參數的“任意化”，“任意化”帶來的缺點是要做顯式的強制類型轉換，而這種轉換是要求開發者對實際參數類型可以預知的情況下進行的。對于強制類型轉換錯誤的情況，編譯器可能不提示錯誤，在運作的時候才出現異常，這是一個安全隐患。

泛型的好處是在編譯的時候檢查類型安全，并且所有的強制轉換都是自動和隐式的，提高代碼的重用率。

1、泛型的類型參數隻能是類類型（包括自定義類），不能是簡單類型。

2、同一種泛型可以對應多個版本（因為參數類型是不确定的），不同版本的泛型類執行個體是不相容的。

3、泛型的類型參數可以有多個。

4、泛型的參數類型可以使用extends語句，例如<T extends superclass>。習慣上稱為“有界類型”。

5、泛型的參數類型還可以是通配符類型。例如Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");

泛型還有接口、方法等等，内容很多，需要花費一番功夫才能了解掌握并熟練應用。在此給出我曾經了解泛型時候寫出的兩個例子（根據看的印象寫的），實作同樣的功能，一個使用了泛型，一個沒有使用，通過對比，可以很快學會泛型的應用，學會這個基本上學會了泛型70%的内容。

例子一：使用了泛型

class Gen<T> {

private T ob; //定義泛型成員變量

public Gen(T ob) {

this.ob = ob;

}

public T getOb() {

return ob;

public void setOb(T ob) {

public void showType() {

System.out.println("T的實際類型是: " + ob.getClass().getName());

public class GenDemo {

public static void main(String[] args){

//定義泛型類Gen的一個Integer版本

Gen<Integer> intOb=new Gen<Integer>(88);

intOb.showType();

int i= intOb.getOb();

System.out.println("value= " + i);

System.out.println("----------------------------------");

//定義泛型類Gen的一個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：沒有使用泛型

class Gen2 {

private Object ob; //定義一個通用類型成員

public Gen2(Object ob) {

public Object getOb() {

public void setOb(Object ob) {

public void showTyep() {

public class GenDemo2 {

public static void main(String[] args) {

//定義類Gen2的一個Integer版本

Gen2 intOb = new Gen2(new Integer(88));

intOb.showTyep();

int i = (Integer) intOb.getOb();

System.out.println("---------------------------------");

//定義類Gen2的一個String版本

Gen2 strOb = new Gen2("Hello Gen!");

strOb.showTyep();

String s = (String) strOb.getOb();

運作結果：

兩個例子運作Demo結果是相同的,控制台輸出結果如下：

T的實際類型是:

java.lang.Integer

value= 88

----------------------------------

T的實際類型是: java.lang.String

value= Hello Gen!

Process finished with exit code 0

看明白這個，以後基本的泛型應用和代碼閱讀就不成問題了。

有兩個類如下，要構造兩個類的對象，并列印出各自的成員x。

public class StringFoo {

private String x;

public StringFoo(String x) {

this.x = x;

public String getX() {

return x;

public void setX(String x) {

public class DoubleFoo {

private Double x;

public DoubleFoo(Double x) {

public Double getX() {

public void setX(Double x) {

以上的代碼實在無聊，就不寫如何實作了。

因為上面的類中，成員和方法的邏輯都一樣，就是類型不一樣，是以考慮重構。Object是所有類的父類，是以可以考慮用Object做為成員類型，這樣就可以實作通用了，實際上就是“Object泛型”，暫時這麼稱呼。

public class ObjectFoo {

private Object x;

public ObjectFoo(Object x) {

public Object getX() {

public void setX(Object x) {

寫出Demo方法如下：

public class ObjectFooDemo {

public static void main(String args[]) {

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

ObjectFoo douFoo = new ObjectFoo(new DoubleFoo(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());

運作結果如下：

strFoo.getX=Hello Generics!

douFoo.getX=33.0

objFoo.getX=java.lang.Object@19821f

解說：在Java 5之前，為了讓類有通用性，往往将參數類型、傳回類型設定為Object類型，當擷取這些傳回類型來使用時候，必須将其“強制”轉換為原有的類型或者接口，然後才可以調用對象上的方法。

強制類型轉換很麻煩，我還要事先知道各個Object具體類型是什麼，才能做出正确轉換。否則，要是轉換的類型不對，比如将“Hello Generics!”字元串強制轉換為Double,那麼編譯的時候不會報錯，可是運作的時候就挂了。那有沒有不強制轉換的辦法----有，改用 Java5泛型來實作。

public class GenericsFoo<T> {

private T x;

public GenericsFoo(T x) {

public T getX() {

public void setX(T 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());

和使用“Object泛型”方式實作結果的完全一樣，但是這個Demo簡單多了，裡面沒有強制類型轉換資訊。

下面解釋一下上面泛型類的文法：

使用<T>來聲明一個類型持有者名稱，然後就可以把T當作一個類型代表來聲明成員、參數和傳回值類型。

當然T僅僅是個名字，這個名字可以自行定義。

class GenericsFoo<T> 聲明了一個泛型類，這個T沒有任何限制，實際上相當于Object類型，實際上相當于 class GenericsFoo<T extends Object>。

與Object泛型類相比，使用泛型所定義的類在聲明和構造執行個體的時候，可以使用“<實際類型>”來一并指定泛型類型持有者的真實類型。類如

當然，也可以在構造對象的時候不使用尖括号指定泛型類型的真實類型，但是你在使用該對象的時候，就需要強制轉換了。比如：GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double("33"));

實際上，當構造對象時不指定類型資訊的時候，預設會使用Object類型，這也是要強制轉換的原因。

在上面的例子中，由于沒有限制class GenericsFoo<T>類型持有者T的範圍，實際上這裡的限定類型相當于Object，這和“Object泛型”實質是一樣的。限制比如我們要限制T為集合接口類型。隻需要這麼做：

class GenericsFoo<T extends Collection>，這樣類中的泛型T隻能是Collection接口的實作類，傳入非Collection接口編譯會出錯。

注意：<T extends Collection>這裡的限定使用關鍵字extends，後面可以是類也可以是接口。但這裡的extends已經不是繼承的含義了，應該了解為T類型是實作Collection接口的類型，或者T是繼承了XX類的類型。

下面繼續對上面的例子改進，我隻要實作了集合接口的類型：

public class CollectionGenFoo<T extends Collection> {

public CollectionGenFoo(T x) {

執行個體化的時候可以這麼寫：

public class CollectionGenFooDemo {

CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null;

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

//出錯了,不讓這麼幹。

//原來作者寫的這個地方有誤，需要将listFoo改為listFoo1

// CollectionGenFoo<Collection> listFoo1 = null;

// listFoo1=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

System.out.println("執行個體化成功!");

目前看到的這個寫法是可以編譯通過，并運作成功。可是注釋掉的兩行加上就出錯了，因為<T extends Collection>這麼定義類型的時候，就限定了構造此類執行個體的時候T是确定的一個類型，這個類型實作了Collection接口，但是實作 Collection接口的類很多很多，如果針對每一種都要寫出具體的子類類型，那也太麻煩了，我幹脆還不如用Object通用一下。别急，泛型針對這種情況還有更好的解決方案，那就是“通配符泛型”。

為了解決類型被限制死了不能動态根據執行個體來确定的缺點，引入了“通配符泛型”，針對上面的例子，使用通配泛型格式為<? extends Collection>，“？”代表未知類型，這個類型是實作Collection接口。那麼上面實作的方式可以寫為：

//現在不會出錯了

CollectionGenFoo<? extends Collection> listFoo1 = null;

listFoo1=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());

注意：

1、如果隻指定了<?>，而沒有extends，則預設是允許Object及其下的任何Java類了。也就是任意類。

2、通配符泛型不單可以向下限制，如<? extends Collection>，還可以向上限制，如<? super Double>，表示類型隻能接受Double及其上層父類類型，如Number、Object類型的執行個體。

3、泛型類定義可以有多個泛型參數，中間用逗号隔開，還可以定義泛型接口，泛型方法。這些都與泛型類中泛型的使用規則類似。

是否擁有泛型方法，與其所在的類是否泛型沒有關系。要定義泛型方法，隻需将泛型參數清單置于傳回值前。如:

public class ExampleA {

public <T> void f(T x) {

System.out.println(x.getClass().getName());

ExampleA ea = new ExampleA();

ea.f(" ");

ea.f(10);

ea.f('a');

ea.f(ea);

輸出結果：

java.lang.String

java.lang.Character

ExampleA

使用泛型方法時，不必指明參數類型，編譯器會自己找出具體的類型。泛型方法除了定義不同，調用就像普通方法一樣。

需要注意，一個static方法，無法通路泛型類的類型參數，是以，若要static方法需要使用泛型能力，必須使其成為泛型方法。