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java之泛型

黄舟
黄舟asal
2017-02-24 09:56:331158semak imbas

一、泛型简介

  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。
  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，以提高代码的重用率。

二、为什么需要泛型

2.1、编译期对数据类型进行检测

首先我们看一个案例，向一个ArrayList中添加字符串，“不小心”添加了整数，如下面代码，
并没有错误：

这里写图片描述

但是执行时，会报错：“java.lang.classCastException”

这里写图片描述

因为ArrayList中维护的是一个Object数组， private transient Object[] elementData;
, 使用get()返回的是一个Object对象， 需要强制转换，但是中间混杂一个Integer数值， 导致强制转换失败。这个错误就是由于Object的任意化导致的。
如果能在编译阶段就发现数据类型有错， 那么就很方便，泛型就满足了这个要求：我将这个程序修改一下，ArrayList使用泛型：会发现编译阶段就报错了.
这里写图片描述

2.2强制转换是自动的

不使用泛型：

package com.chb.fanxing;public class NoGen {    
private Object ob;    
public NoGen(Object ob) {        
this.ob = ob;
    }
    getter setter...    
    private void showType() {
        System.out.println("数据的实际类型是：" + ob.getClass().getName());
    }    public static void main(String[] args) {
        NoGen ngInt = new NoGen(88);
        ngInt.showType();        int i = (int)ngInt.getOb();
        System.out.println("value = " + i);
        System.out.println("---------------");

        NoGen ngStr = new NoGen("88");
        ngStr.showType();
        String str = (String)ngStr.getOb();
        System.out.println("value = " + str);   
    }
}

使用泛型：

package com.chb.fanxing;public class Gen<T> {    
private T ob;    
public Gen(T ob) {        
this.ob = ob;
    }
    getter setter...    
    private void showType() {
        System.out.println("T的实际类型:"+ob.getClass().getName());
    }    public static void main(String[] args) {        //定义一个Integer版本
        Gen<Integer> genInt = new Gen<Integer>(88);
        genInt.showType();        int i = genInt.getOb();//此处不用强制转换
        System.out.println("value = " + i);
        System.out.println("----------------------");

        Gen<String> genStr = new Gen<String>("88");
        genStr.showType();
        String str = genStr.getOb();
        System.out.println("value = "+str); 
    }
}

运行结果：

两个例子的运行结果是一致的

数据的实际类型是：java.lang.Integervalue = 88
---------------数据的实际类型是：java.lang.String
value = 88

对比两个例子会发现：

  • 使用泛型，强制转换时自动进行的：

int i = genInt.getOb();//此处不用强制转换

  • 而不使用泛型，必须要进行手动强制转化

int i = (int)ngInt.getOb();

三、深入泛型

3.1 、有两个类，我们需要打印他们的成员变量

class StringDemo {    
private String s;    
public StringDemo (String s) {        
this.s = s;
    }
    setter geter....
}
class DoubleDemo{    
private Double d;    
public DoubleDemo(Double d) {        
this.d = d;
    }
    setter getter...
}

3.2、重构

仔细观察两个类功能基本一致，只是数据类型不一样，考虑到重构，因为Object是所有类的基类，所以可以使用Object作为成员变量，这样代码就可以通用了。重构代码如下：

class ObjectDemo{
    private Object ob;    
    public ObjectDemo(Object ob){        
    this.ob = ob;
    }
    setter getter...
}

ObjectDemo测试：

public static void ObjectDemoTest(){
        ObjectDemo strOD = new ObjectDemo("123");
        ObjectDemo dOD = new ObjectDemo(new Double(23));
        ObjectDemo od = new ObjectDemo(new Object());
        System.out.println((String)strOD.getOb());
        System.out.println((Double)dOD.getOb());
        System.out.println(od.getOb());
    }

运行结果：
这里写图片描述

3.3使用泛型重构

发现上面的ObjectDemoTest() 中必须要使用强制转换,这比较麻烦，我们还必须事先知道要转换的数据类型，才能进行正确的转换，否则，会出现错误， 业务编译时没有问题，但是一运行，会出现”classCastException”。所以我们需要不用自己进行强制转换，这是泛型就尤为重要。

class GenDemo<T>{    
private T t;    
public GenDemo(T t) {        
this.t = t;
    } 
    public void setT(T t) {        
    this.t = t;
    }    
    public T getT() {        
    return t;
    }
}

测试：省去了手动进行强制转换

public static void GenTest() {
        GenDemo<String> strOD = new GenDemo<String>("123");
        GenDemo<Double> dOD = new GenDemo<Double>(new Double(23));
        GenDemo<Object> od = new GenDemo<Object>(new Object());
        System.out.println(strOD.getT());
        System.out.println(dOD.getT());
        System.out.println(od.getT());
}

下面解释一下上面的泛型语法：

使用表示一个类型持有者名称， 相当于一个形参，数据的类型是有实际传入的数据的类型决定，然后T作为成员、参数、方法的返回值的类型。
T仅仅是一个名字，可以随意取的。
class GenDemo , T没有进行任何限制， 实际相当于 Object,  
等同于 class GenDemo。
与Object相比，使用泛型所定义的类，在定义和声明，可以使用1b41d1029b94e4c9dab4ab0d953b6030来制定真实的数据类型，如：

GenDemoeafb63d086dd6c9bd19609d76bcc2869 dOD = new GenDemoeafb63d086dd6c9bd19609d76bcc2869(new Double(23));
也可以不指定，那么就需要进行强制转换。

下文我们将继续java的泛型
限制泛型
多接口限制
通配符泛型

一、泛型简介

  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。
  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，以提高代码的重用率。

二、为什么需要泛型

2.1、编译期对数据类型进行检测

首先我们看一个案例，向一个ArrayList中添加字符串，“不小心”添加了整数，如下面代码，
并没有错误：

这里写图片描述

但是执行时，会报错：“java.lang.classCastException”

这里写图片描述

因为ArrayList中维护的是一个Object数组， private transient Object[] elementData;
, 使用get()返回的是一个Object对象， 需要强制转换，但是中间混杂一个Integer数值， 导致强制转换失败。这个错误就是由于Object的任意化导致的。
如果能在编译阶段就发现数据类型有错， 那么就很方便，泛型就满足了这个要求：我将这个程序修改一下，ArrayList使用泛型：会发现编译阶段就报错了.
这里写图片描述

2.2强制转换是自动的

不使用泛型：

package com.chb.fanxing;public class NoGen {    
private Object ob;    
public NoGen(Object ob) {        
this.ob = ob;
    }
    getter setter...    private void showType() {
        System.out.println("数据的实际类型是：" + ob.getClass().getName());
    }    public static void main(String[] args) {
        NoGen ngInt = new NoGen(88);
        ngInt.showType();        int i = (int)ngInt.getOb();
        System.out.println("value = " + i);
        System.out.println("---------------");

        NoGen ngStr = new NoGen("88");
        ngStr.showType();
        String str = (String)ngStr.getOb();
        System.out.println("value = " + str);   
    }
}

使用泛型：

package com.chb.fanxing;public class Gen<T> {    
private T ob;    
public Gen(T ob) {        
this.ob = ob;
    }
    getter setter...    private void showType() {
        System.out.println("T的实际类型:"+ob.getClass().getName());
    }    public static void main(String[] args) {        //定义一个Integer版本
        Gen<Integer> genInt = new Gen<Integer>(88);
        genInt.showType();        int i = genInt.getOb();//此处不用强制转换
        System.out.println("value = " + i);
        System.out.println("----------------------");

        Gen<String> genStr = new Gen<String>("88");
        genStr.showType();
        String str = genStr.getOb();
        System.out.println("value = "+str); 
    }
}

运行结果：

两个例子的运行结果是一致的

数据的实际类型是：java.lang.Integervalue = 88
---------------数据的实际类型是：java.lang.String
value = 88

对比两个例子会发现：

  • 使用泛型，强制转换时自动进行的：

int i = genInt.getOb();//此处不用强制转换

  • 而不使用泛型，必须要进行手动强制转化

int i = (int)ngInt.getOb();

三、深入泛型

3.1 、有两个类，我们需要打印他们的成员变量

class StringDemo {    
private String s;    
public StringDemo (String s) {        
this.s = s;
    }
    setter geter....
}
class DoubleDemo{    
private Double d;    
public DoubleDemo(Double d) {        
this.d = d;
    }
    setter getter...
}

3.2、重构

仔细观察两个类功能基本一致，只是数据类型不一样，考虑到重构，因为Object是所有类的基类，所以可以使用Object作为成员变量，这样代码就可以通用了。重构代码如下：

class ObjectDemo{
    private Object ob;    
    public ObjectDemo(Object ob){        
    this.ob = ob;
    }
    setter getter...
}

ObjectDemo测试：

public static void ObjectDemoTest(){
        ObjectDemo strOD = new ObjectDemo("123");
        ObjectDemo dOD = new ObjectDemo(new Double(23));
        ObjectDemo od = new ObjectDemo(new Object());
        System.out.println((String)strOD.getOb());
        System.out.println((Double)dOD.getOb());
        System.out.println(od.getOb());
    }

运行结果：
这里写图片描述

3.3使用泛型重构

发现上面的ObjectDemoTest() 中必须要使用强制转换,这比较麻烦，我们还必须事先知道要转换的数据类型，才能进行正确的转换，否则，会出现错误， 业务编译时没有问题，但是一运行，会出现”classCastException”。所以我们需要不用自己进行强制转换，这是泛型就尤为重要。

class GenDemo<T>{    private T t;    public GenDemo(T t) {        this.t = t;
    } 
    public void setT(T t) {        this.t = t;
    }    public T getT() {        return t;
    }
}

测试：省去了手动进行强制转换

public static void GenTest() {
        GenDemo<String> strOD = new GenDemo<String>("123");
        GenDemo<Double> dOD = new GenDemo<Double>(new Double(23));
        GenDemo<Object> od = new GenDemo<Object>(new Object());
        System.out.println(strOD.getT());
        System.out.println(dOD.getT());
        System.out.println(od.getT());
}

下面解释一下上面的泛型语法：

使用表示一个类型持有者名称， 相当于一个形参，数据的类型是有实际传入的数据的类型决定，然后T作为成员、参数、方法的返回值的类型。
T仅仅是一个名字，可以随意取的。
class GenDemo , T没有进行任何限制， 实际相当于 Object,  
等同于 class GenDemo。
与Object相比，使用泛型所定义的类，在定义和声明，可以使用1b41d1029b94e4c9dab4ab0d953b6030来制定真实的数据类型，如：

GenDemoeafb63d086dd6c9bd19609d76bcc2869 dOD = new GenDemoeafb63d086dd6c9bd19609d76bcc2869(new Double(23));
也可以不指定，那么就需要进行强制转换。

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