一. 泛型概念的提出（为什么需要泛型）？

首先，我们看下下面这段简短的代码:

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4 List list = new ArrayList();  5 list.add("qqyumidi");  6 list.add("corn");  7 list.add(100);  8  9 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 10 String name = (String) list.get(i); // 1 11 System.out.println("name:" + name); 12  } 13  } 14 }

定义了一个List类型的集合，先向其中加入了两个字符串类型的值，随后加入一个Integer类型的值。这是完全允许的，因为此时list默认的类型为Object类型。在之后的循环中，由于忘记了之前在list中也加入了Integer类型的值或其他编码原因，很容易出现类似于//1中的错误。因为编译阶段正常，而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常。因此，导致此类错误编码过程中不易发现。

在如上的编码过程中，我们发现主要存在两个问题：

1.当我们将一个对象放入集合中，集合不会记住此对象的类型，当再次从集合中取出此对象时，改对象的编译类型变成了Object类型，但其运行时类型任然为其本身类型。

2.因此，//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型，且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。

那么有没有什么办法可以使集合能够记住集合内元素各类型，且能够达到只要编译时不出现问题，运行时就不会出现“java.lang.ClassCastException”异常呢？答案就是使用泛型。

二.什么是泛型？

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。

看着好像有点复杂，首先我们看下上面那个例子采用泛型的写法。

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4 /*  5  List list = new ArrayList();  6  list.add("qqyumidi");  7  list.add("corn");  8  list.add(100);  9 */ 10 11 List<String> list = new ArrayList<String>(); 12 list.add("qqyumidi"); 13 list.add("corn"); 14 //list.add(100); // 1 提示编译错误 15 16 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 17 String name = list.get(i); // 2 18 System.out.println("name:" + name); 19  } 20  } 21 }

采用泛型写法后，在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误，通过List<String>，直接限定了list集合中只能含有String类型的元素，从而在//2处无须进行强制类型转换，因为此时，集合能够记住元素的类型信息，编译器已经能够确认它是String类型了。

结合上面的泛型定义，我们知道在List<String>中，String是类型实参，也就是说，相应的List接口中肯定含有类型形参。且get()方法的返回结果也直接是此形参类型（也就是对应的传入的类型实参）。下面就来看看List接口的的具体定义：

 1 public interface List<E> extends Collection<E> {  2  3 int size();  4  5 boolean isEmpty();  6  7 boolean contains(Object o);  8  9 Iterator<E> iterator(); 10 11  Object[] toArray(); 12 13 <T> T[] toArray(T[] a); 14 15 boolean add(E e); 16 17 boolean remove(Object o); 18 19 boolean containsAll(Collection<?> c); 20 21 boolean addAll(Collection<? extends E> c); 22 23 boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c); 24 25 boolean removeAll(Collection<?> c); 26 27 boolean retainAll(Collection<?> c); 28 29 void clear(); 30 31 boolean equals(Object o); 32 33 int hashCode(); 34 35 E get(int index); 36 37 E set(int index, E element); 38 39 void add(int index, E element); 40 41 E remove(int index); 42 43 int indexOf(Object o); 44 45 int lastIndexOf(Object o); 46 47 ListIterator<E> listIterator(); 48 49 ListIterator<E> listIterator(int index); 50 51 List<E> subList(int fromIndex, int toIndex); 52 }

我们可以看到，在List接口中采用泛型化定义之后，<E>中的E表示类型形参，可以接收具体的类型实参，并且此接口定义中，凡是出现E的地方均表示相同的接受自外部的类型实参。

自然的，ArrayList作为List接口的实现类，其定义形式是：

 1 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
 2 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {  3  4 public boolean add(E e) {  5 ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!  6 elementData[size++] = e;  7 return true;  8  }  9 10 public E get(int index) { 11  rangeCheck(index); 12  checkForComodification(); 13 return ArrayList.this.elementData(offset + index); 14  } 15 16 //...省略掉其他具体的定义过程 17 18 }

由此，我们从源代码角度明白了为什么//1处加入Integer类型对象编译错误，且//2处get()到的类型直接就是String类型了。

三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法

从上面的内容中，大家已经明白了泛型的具体运作过程。也知道了接口、类和方法也都可以使用泛型去定义，以及相应的使用。是的，在具体使用时，可以分为泛型接口、泛型类和泛型方法。

自定义泛型接口、泛型类和泛型方法与上述Java源码中的List、ArrayList类似。如下，我们看一个最简单的泛型类和方法定义：

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<String> name = new Box<String>("corn");  6 System.out.println("name:" + name.getData());  7  }  8  9 } 10 11 class Box<T> { 12 13 private T data; 14 15 public Box() { 16 17  } 18 19 public Box(T data) { 20 this.data = data; 21  } 22 23 public T getData() { 24 return data; 25  } 26 27 }

在泛型接口、泛型类和泛型方法的定义过程中，我们常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参，由于接收来自外部使用时候传入的类型实参。那么对于不同传入的类型实参，生成的相应对象实例的类型是不是一样的呢？

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<String> name = new Box<String>("corn");  6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);  7  8 System.out.println("name class:" + name.getClass()); // com.qqyumidi.Box  9 System.out.println("age class:" + age.getClass()); // com.qqyumidi.Box 10 System.out.println(name.getClass() == age.getClass()); // true 11 12  } 13 14 }

由此，我们发现，在使用泛型类时，虽然传入了不同的泛型实参，但并没有真正意义上生成不同的类型，传入不同泛型实参的泛型类在内存上只有一个，即还是原来的最基本的类型（本实例中为Box），当然，在逻辑上我们可以理解成多个不同的泛型类型。

究其原因，在于Java中的泛型这一概念提出的目的，导致其只是作用于代码编译阶段，在编译过程中，对于正确检验泛型结果后，会将泛型的相关信息擦出，也就是说，成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。泛型信息不会进入到运行时阶段。

对此总结成一句话：泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型，实际上都是相同的基本类型。

下面这个案例是泛型方法的：

class Shape{public String name;
}
class Rectangle extends Shape{public int width;public int height;public Rectangle(int width,int height){this.width=width;this.height=height;super.name="Rectangle";}
}
class Circle extends Shape
{public int centerX;public int centerY;public int radius;public Circle(int centerX,int centerY,int radius){this.centerX=centerX;this.centerY=centerY;this.radius=radius;super.name="Circle";}
}
public class Test {static Map<String,Shape> map=new HashMap<String,Shape>();public static void main(String[] args) {map.put("Rectangle", new Rectangle(10,20));map.put("Circle", new Circle(10,30,5));Shape shape1=GetShapeByName("Rectangle");Circle shape2= GetShape(Circle.class,"Circle");}public static <T> T GetShape(Class<T> t,String name){return (T)map.get(name);}public static Shape GetShapeByName(String name){return map.get(name);}
}

上面中有两个方法，分别为

public static Shape GetShapeByName(String name)

和

public static <T> T GetShape(Class<T> t,String name)

通过这两个方法的对比，明显可以看出，第二种方法可以不用进行强制类型转化，因此更加地类型安全。

四.类型通配符

接着上面的结论，我们知道，Box<Number>和Box<Integer>实际上都是Box类型，现在需要继续探讨一个问题，那么在逻辑上，类似于Box<Number>和Box<Integer>是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢？

为了弄清这个问题，我们继续看下下面这个例子:

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<Number> name = new Box<Number>(99);  6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);  7  8  getData(name);  9 10 //The method getData(Box<Number>) in the type GenericTest is 11 //not applicable for the arguments (Box<Integer>) 12  getData(age); // 1 13 14  } 15 16 public static void getData(Box<Number> data){ 17 System.out.println("data :" + data.getData()); 18  } 19 20 }

我们发现，在代码//1处出现了错误提示信息：The method getData(Box<Number>) in the t ype GenericTest is not applicable for the arguments (Box<Integer>)。显然，通过提示信息，我们知道Box<Number>在逻辑上不能视为Box<Integer>的父类。那么，原因何在呢？

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<Integer> a = new Box<Integer>(712);  6 Box<Number> b = a; // 1  7 Box<Float> f = new Box<Float>(3.14f);  8 b.setData(f); // 2  9 10  } 11 12 public static void getData(Box<Number> data) { 13 System.out.println("data :" + data.getData()); 14  } 15 16 } 17 18 class Box<T> { 19 20 private T data; 21 22 public Box() { 23 24  } 25 26 public Box(T data) { 27  setData(data); 28  } 29 30 public T getData() { 31 return data; 32  } 33 34 public void setData(T data) { 35 this.data = data; 36  } 37 38 }

这个例子中，显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。在此我们可以使用反证法来进行说明。

假设Box<Number>在逻辑上可以视为Box<Integer>的父类，那么//1和//2处将不会有错误提示了，那么问题就出来了，通过getData()方法取出数据时到底是什么类型呢？Integer? Float? 还是Number？且由于在编程过程中的顺序不可控性，导致在必要的时候必须要进行类型判断，且进行强制类型转换。显然，这与泛型的理念矛盾，因此，在逻辑上Box<Number>不能视为Box<Integer>的父类。

好，那我们回过头来继续看“类型通配符”中的第一个例子，我们知道其具体的错误提示的深层次原因了。那么如何解决呢？总部能再定义一个新的函数吧。这和Java中的多态理念显然是违背的，因此，我们需要一个在逻辑上可以用来表示同时是Box<Integer>和Box<Number>的父类的一个引用类型，由此，类型通配符应运而生。

类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型实参。注意了，此处是类型实参，而不是类型形参！且Box<?>在逻辑上是Box<Integer>、Box<Number>...等所有Box<具体类型实参>的父类。由此，我们依然可以定义泛型方法，来完成此类需求。

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<String> name = new Box<String>("corn");  6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);  7 Box<Number> number = new Box<Number>(314);  8  9  getData(name); 10  getData(age); 11  getData(number); 12  } 13 14 public static void getData(Box<?> data) { 15 System.out.println("data :" + data.getData()); 16  } 17 18 }

有时候，我们还可能听到类型通配符上限和类型通配符下限。具体有是怎么样的呢？

在上面的例子中，如果需要定义一个功能类似于getData()的方法，但对类型实参又有进一步的限制：只能是Number类及其子类。此时，需要用到类型通配符上限。

 1 public class GenericTest {
 2  3 public static void main(String[] args) {  4  5 Box<String> name = new Box<String>("corn");  6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);  7 Box<Number> number = new Box<Number>(314);  8  9  getData(name); 10  getData(age); 11  getData(number); 12 13 //getUpperNumberData(name); // 1 14 getUpperNumberData(age); // 2 15 getUpperNumberData(number); // 3 16  } 17 18 public static void getData(Box<?> data) { 19 System.out.println("data :" + data.getData()); 20  } 21 22 public static void getUpperNumberData(Box<? extends Number> data){ 23 System.out.println("data :" + data.getData()); 24  } 25 26 }

此时，显然，在代码//1处调用将出现错误提示，而//2 //3处调用正常。

类型通配符上限通过形如Box<? extends Number>形式定义，相对应的，类型通配符下限为Box<? super Number>形式，其含义与类型通配符上限正好相反，在此不作过多阐述了。

五.话外篇

本文中的例子主要是为了阐述泛型中的一些思想而简单举出的，并不一定有着实际的可用性。另外，一提到泛型，相信大家用到最多的就是在集合中，其实，在实际的编程过程中，自己可以使用泛型去简化开发，且能很好的保证代码质量。并且还要注意的一点是，Java中没有所谓的泛型数组一说。

对于泛型，最主要的还是需要理解其背后的思想和目的。

六.原文链接

Java总结篇系列：java泛型

转载于:https://www.cnblogs.com/HDK2016/p/6262577.html

【java】Java泛型相关推荐

  1. Java通过泛型的模板类型实例化对象

    Java通过泛型的模板类型实例化对象 最近自己研究了下mvvm框架,使用泛型的方式可节省很多代码,并且可以合并很多冗余代码,为了最大化的精简代码想到了通过泛型的type用反射的方式实例化对象,这样对象 ...

  2. 【Java】泛型中 extends 和 super 的区别？

    <? extends T>和<? super T>是Java泛型中的"通配符(Wildcards)"和"边界(Bounds)"的概念. ...

  3. 聊聊Java的泛型及实现

    泛型基础 泛型是对Java语言类型系统的一种扩展,有点类似于C++的模板,可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符.引入泛型,是对Java语言一个较大的功能增强,带来了很多的好处: ...

  4. java关于泛型的实验代码_[改善Java代码]强制声明泛型的实际类型

    Arrays工具类有一个方法asList可以把一个变长参数或数组变成列表,但是它有一个缺点:它所生成的List长度是不可改变的,而这在我们的项目开发中很不方便. importjava.util.Arr ...

  5. java基础-泛型举例详解

    泛型 泛型是JDK5.0增加的新特性,泛型的本质是参数化类型,即所操作的数据类型被指定为一个参数.这种类型参数可以在类.接口.和方法的创建中,分别被称为泛型类.泛型接口.泛型方法. 一.认识泛型 在没 ...

  6. java gt_JAVA泛型知识--gt; lt;? extends Tgt;和lt;? super Tgt;

    extends T> 和 super T> 是Java泛型中的"通配符(Wildcards)" 和 "边界(Bounds)"的概念 extends ...

  7. java使用泛型后消除泛型_如何以及何时使用泛型

    java使用泛型后消除泛型 本文是我们名为" 高级Java "的学院课程的一部分. 本课程旨在帮助您最有效地使用Java. 它讨论了高级主题,包括对象创建,并发,序列化,反射等. ...

  8. java实现泛型检索_高级Java泛型：检索泛型类型参数

    java实现泛型检索 在JDK5中引入Java泛型之后, Java泛型Swift成为许多Java程序的组成部分. 但是,乍一看似乎很简单的Java泛型,程序员很快就会迷失此功能. 大多数Java程序员 ...

  9. java object转泛型_为什么Java的泛型要用擦除实现

    在 Java 中的 泛型 ,常常被称之为 伪泛型 ,究其原因是因为在实际代码的运行中,将实际类型参数的信息擦除掉了 (Type Erasure) .那是什么原因导致了 Java 做出这种妥协的呢?下面 ...

  10. Java中泛型 Class＜T＞、T与Class＜?＞、 Object类和Class类、 object.getClass() 和 Object.class

    From:Java中泛型 Class<T>.T 与 Class<?>. Object类 和 Class类. object.getClass() 和 Object.class : ...

最新文章

  1. Go 学习笔记（8）— 条件语句（if、if...else...、switch、fallthrough）
  2. 以太坊挖矿源码：clique算法
  3. sql server 内存初探
  4. Windows存储串口数据至txt文件中的教程及代码
  5. python常用_Python常用小技巧
  6. C# Windows服务
  7. CSS预处理——LESS
  8. JAVA面试常考系列一
  9. linux 网络在线升级,linux在线升级
  10. QtJava笔记-Qt与Java进行SSL双向认证（Qt服务端，Java客户端）
  11. 华为HCIE云计算培训笔记第5天
  12. 坐标计算机在线,公路坐标计算系统免费版
  13. NGINX配置ftp目录
  14. Flink流式计算从入门到实战 三
  15. 新手蓝牙耳机选购攻略，2021什么牌子蓝牙耳机不容易踩雷
  16. DIV+CSS网页设计常用布局代码
  17. TwinCAT3库文件制作
  18. Chromium浏览器下载
  19. 通信基础：星座图与IQ调制
  20. 物联网之STM32开发一（基础知识）

热门文章

  1. openssl lhash 数据结构哈希表
  2. 在自定义HttpHandler中使用Session
  3. 真的不再使用*狗输入法了，改七七拼音
  4. javascript：Location对象的使用简介
  5. 快速上手 flask
  6. linux源码Makefile详解(完整)-转
  7. linux/unix上 printf输出带颜色字体(有意思)-转
  8. 交际过程的两个基本环节_要客品味 | 人际交往礼仪——交际礼仪的基本原则
  9. JSONObject put,accumulate,element的区别
  10. perl 调用 shell 文件 防止出问题，最好写绝对路径