Java 泛型实例详解

Z时代
2024-01-10
分类：综合

理解Java泛型最简单的方法是把它看成一种便捷语法，能节省你某些Java类型转换(casting)上的操作：


      List<Apple> box = ...;
 	Apple apple = box.get(0);

上面的代码自身已表达的很清楚：box是一个装有Apple对象的List。get方法返回一个Apple对象实例，这个过程不需要进行类型转换。没有泛型，上面的代码需要写成这样：


      List box = ...;
 	Apple apple = (Apple) box.get(0);

很明显，泛型的主要好处就是让编译器保留参数的类型信息，执行类型检查，执行类型转换操作：编译器保证了这些类型转换的绝对无误。相对于依赖程序员来记住对象类型、执行类型转换——这会导致程序运行时的失败，很难调试和解决，而编译器能够帮助程序员在编译时强制进行大量的类型检查，发现其中的错误。

泛型的构成

由泛型的构成引出了一个类型变量的概念。根据Java语言规范，类型变量是一种没有限制的标志符，产生于以下几种情况：

泛型类声明

泛型接口声明

泛型方法声明

泛型构造器(constructor)声明

泛型类和接口

如果一个类或接口上有一个或多个类型变量，那它就是泛型。类型变量由尖括号界定，放在类或接口名的后面：


public interface List<T> extends Collection<T> {
	...
	}

简单的说，类型变量扮演的角色就如同一个参数，它提供给编译器用来类型检查的信息。

Java类库里的很多类，例如整个Collection框架都做了泛型化的修改。例如，我们在上面的第一段代码里用到的List接口就是一个泛型类。在那段代码里，box是一个List<Apple>对象，它是一个带有一个Apple类型变量的List接口的类实现的实例。编译器使用这个类型变量参数在get方法被调用、返回一个Apple对象时自动对其进行类型转换。

实际上，这新出现的泛型标记，或者说这个List接口里的get方法是这样的：

T get(int index);

get方法实际返回的是一个类型为T的对象，T是在List<T>声明中的类型变量。

泛型方法和构造器(Constructor)

非常的相似，如果方法和构造器上声明了一个或多个类型变量，它们也可以泛型化。

public static <t> T getFirst(List<T> list)

这个方法将会接受一个List<T>类型的参数，返回一个T类型的对象。你既可以使用Java类库里提供的泛型类，也可以使用自己的泛型类。类型安全的写入数据…下面的这段代码是个例子，我们创建了一个List<String>实例，然后装入一些数据：


List<String> str = new ArrayList<String>();
 	str.add("Hello ");
 	str.add("World.");

如果我们试图在List<String>装入另外一种对象，编译器就会提示错误：

str.add(1);

类型安全的读取数据…

当我们在使用List<String>对象时，它总能保证我们得到的是一个String对象：

String myString = str.get(0);

遍历：类库中的很多类，诸如Iterator<T>，功能都有所增强，被泛型化。List<T>接口里的iterator()方法现在返回的是Iterator<T>，由它的T next()方法返回的对象不需要再进行类型转换，你直接得到正确的类型。


for (Iterator<String> iter = str.iterator(); iter.hasNext();) {
	String s = iter.next();
	System.out.print(s);
	}

使用foreach，“for each”语法同样受益于泛型。前面的代码可以写出这样：


for (String s: str) {
	System.out.print(s);
	}

这样既容易阅读也容易维护。

自动封装(Autoboxing)和自动拆封(Autounboxing)，在使用Java泛型时，autoboxing/autounboxing这两个特征会被自动的用到，就像下面的这段代码：


List<Integer> ints = new ArrayList<Integer>();
 	ints.add(0);
	ints.add(1);
	int sum = 0;
	for (int i : ints) {
 	sum += i;
 	}

然而，你要明白的一点是，封装和解封会带来性能上的损失，所有，通用要谨慎的使用。

泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

Java语言引入泛型的好处是安全简单。

在Java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。

泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。

泛型在使用中还有一些规则和限制：

1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。

2、同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。

3、泛型的类型参数可以有多个。

4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如。习惯上成为“有界类型”。

5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class classType = Class.forName(java.lang.String);

泛型还有接口、方法等等，内容很多，需要花费一番功夫才能理解掌握并熟练应用。在此给出我曾经了解泛型时候写出的两个例子（根据看的印象写的），实现同样的功能，一个使用了泛型，一个没有使用，通过对比，可以很快学会泛型的应用，学会这个基本上学会了泛型70%的内容。

例子一：使用了泛型


public class Gen﹤T﹥ {
　private T ob; //定义泛型成员变量
　public Gen(T ob) {
this.ob = ob;
　}
　public T getOb() {
return ob;
　}
　public void setOb(T ob) {
this.ob = ob;
　}
　public void showTyep() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
　}
}
public class GenDemo {
　public static void main(String[] args){
　//定义泛型类Gen的一个Integer版本
　Gen﹤Integer﹥ intOb=new Gen﹤Integer﹥(88);
　intOb.showTyep();
　int i= intOb.getOb();
　System.out.println("value= " + i);
　System.out.println("----------------------------------");
　//定义泛型类Gen的一个String版本
　Gen﹤String﹥ strOb=new Gen﹤String﹥("Hello Gen!");
　strOb.showTyep();
　String s=strOb.getOb();
　System.out.println("value= " + s);
}

例子二：没有使用泛型


public class Gen2 {
　private Object ob; //定义一个通用类型成员
　public Gen2(Object ob) {
this.ob = ob;
　}
　public Object getOb() {
return ob;
　}
　public void setOb(Object ob) {
this.ob = ob;
　}
　public void showTyep() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
　}
}
public class GenDemo2 {
　public static void main(String[] args) {
//定义类Gen2的一个Integer版本
Gen2 intOb = new Gen2(new Integer(88));
intOb.showTyep();
int i = (Integer) intOb.getOb();
System.out.println("value= " + i);
System.out.println("----------------------------------");
//定义类Gen2的一个String版本
Gen2 strOb = new Gen2("Hello Gen!");
strOb.showTyep();
String s = (String) strOb.getOb();
System.out.println("value= " + s);
　}
}