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深入理解什麼是Java泛型？泛型怎麼使用？

青灯夜游轉載: 2018-10-19 17:36:164526瀏覽

本篇文章帶給大家的內容是介紹深入理解什麼是Java泛型？泛型怎麼使用？有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你們有幫助。

一、什麼是泛型

「泛型」意味著所寫的程式碼可以被不同型別的物件所重複使用。泛型的提出是為了寫出重用性更好的程式碼。泛型的本質是參數化型別，也就是說所操作的資料型別 被指定為一個參數。

例如常見的集合類別LinkedList:

public class LinkedList<e> extends AbstractSequentialList<e> implements List<e>,Deque<e>,Cloneable,Serializable{
 //.....
 transient Link<e> voidLink;
//.....    
}</e></e></e></e></e>

可以看到，LinkedList 類別名稱及其實作的介面名稱後面有個特殊的部分，而且它的成員的類型 Link 也包含一個，# 也包含一個

，這個符號的就是型別參數，它使得在運行中，在建立一個LinkedList 時可以傳入不同的型別。 二、

為什麼會引入泛型

在引入在泛型之前，要實現一個通用的、可以處理不同類型的方法，你需要使用

Object

作為屬性和方法參數，例如這樣：

public class Generic{
    private Object[] mData;

    public Generic(int capacity){
        mData = new Object[capacity];
    }
    
    public Object getData(int index){
       //.....
       return mData[index];
    }
     
    public void add(int index,Object item){
       //.....
       mData[index] = item;
    }   

}

它使用一個 Object 數組來儲存數據，這樣在使用時可以新增不同類型的物件:

Generic generic = new Generic(10);
generic.add(0,"fangxing");
generic.add(1,23);

Object

是所有類別的父類，所有的類別都可以作為成員被加入上述類別中；當需要使用的時候，必須進行強制轉換，而且這個強轉很有可能出現轉換異常：深入理解什麼是Java泛型？泛型怎麼使用？

String item1 = (String) generic.getData(0);
String item2 = (String) generic.getData(1);

第二行程式碼將一個Integer 強轉成String，執行時會報錯：

可以看到，使用Object 來實作通用、不同型別的處理，有這麼兩個缺點：

根據《Java 程式設計思想》中的描述，泛型出現的動機在於：

有許多原因促成了泛型的出現，而最引人注意的一個原因，就是為了建立容器類別。

在JDK 1.5 出現泛型以後，許多集合類別都使用泛型來保存不同類型的元素，例如Collection:

public interface Collection<e> extends Iterable<e>{
   
     Iterator<e> iterator();
   
     Object[] toArray();
     
     <t> T[] toArray(T[] a);

     boolean add(E e);
     
     boolean remove(Object o);
 
     boolean  containsAll(Collecion> c);

     boolean addAll(Collection extends E> c);

     boolean removeAll(Collection> c);
   
}</t></e></e></e>

實際上引入泛型的主要目標有以下幾點：

類型安全性
泛型的主要目標是提高Java程式的型別安全性
編譯時期就可以檢查出因Java 類型不正確導致的ClassCastException 異常

符合越早出錯代價越小原則

消除強制型別轉換
#泛型的一個附帶好處是，使用時直接得到目標型，消除許多強制型別轉換

所得即所需，這使得程式碼更可讀，並且減少了出錯機會

潛在的效能效益
由於泛型的實作方式，支援泛型（幾乎）不需要JVM 或類別檔案變更
所有工作都在編譯器中完成

編譯器產生的程式碼跟不使用泛型（和強制型別轉換）時所寫的程式碼幾乎一致，只是更能確保型別安全而已三、泛型的使用方式

泛型的本質是

參數化類型

，也就是說所操作的資料型態被指定為一個參數。

###類型參數的意義是告訴編譯器這個集合中要存放實例的類型，從而在添加其他類型時做出提示，在編譯時就為類型安全做了保證。 ######參數類型可以用在類別、介面和方法的建立中，分別稱為泛型類別、泛型介面、泛型方法。 ###

public class GenericClass<f>{
    private F mContent;
    
    public GenericClass(F content){
      mContent = content;
    }
  
    /*
      泛型方法
   */
    public F getContent(){
      return mContent;
    }
    
    public void setContent(F content){
      mcontent = content;
    }
   
    /*
       泛型接口
    */
    public interface GenericInterface<t>{
        void  doSomething(T t);
    }

}</t></f>

泛型类

泛型类和普通类的区别就是类名后有类型参数列表，既然叫“列表”了，当然这里的类型参数可以有多个，比如 public class HashMap，参数名称由开发者决定。

类名中声明参数类型后，内部成员、方法就可以使用这个参数类型，比如上面的 GenericClass 就是一个泛型类，它在类名后声明了类型 F，它的成员、方法就可以使用 F 表示成员类型、方法参数/返回值都是 F 类型。

泛型类最常见的用途就是作为容纳不同类型数据的容器类，比如 Java 集合容器类。

泛型接口

和泛型类一样，泛型接口在接口名后添加类型参数，比如上面的 GenericInterface，接口声明类型后，接口方法就可以直接使用这个类型。

实现类在实现泛型接口时需要指明具体的参数类型，不然默认类型是 Object，这就失去了泛型接口的意义。

未指明类型的实现类，默认是 Object 类型：

public class Generic implements GenericInterface{
    @Override
    public void doSomething(Object o){
      //...
    }
}

指明了类型的实现：

public class Generic implements GericInterface<string>{
     @Override
     public void doSomething(String s){
       //.....
     }
}</string>

泛型接口比较实用的使用场景就是用作策略模式的公共策略， Comparator就是一个泛型接口：

public interface Comparator<t>{
    public int compare(T lhs, Trhs);
    public bollean equals(Object object);
}</t>

泛型接口定义基本的规则，然后作为引用传递给客户端，这样在运行时就能传入不同的策略实现类。

泛型方法

泛型方法是指使用泛型的方法，如果它虽在的类是一个泛型类，那就很简单了，直接使用类声明的参数。

如果一个方法所在的类不是泛型类，或者他想要处理不同于泛型类声明类型的数据，那它就需要自己声明类型。

/*
    传统的方法，会有unchecked ... raw type 的警告 
*/
public Set union(Set s1, Set s2){
    Set result = new HashSet(s1);
    result.addAll(s2);
    return result;
}

/*
    泛型方法，介于方法修饰符和返回值之间的称作 类型参数列表<a>（可以有多个）
    类型参数列表 指定参数、返回值中泛型的参数类型范围，命名惯例与泛型相同。
*/
public <e> Set<e> union2(Set<e> s1, Set<e> s2){
    Set<e> result = new HashSet(s1);
    result.addAll(s2);
    return result;
}</e></e></e></e></e></a>

四、泛型的通配符

通配符：传入的类型有一个指定的范围，从而可以进行一些特定的操作

泛型中有三种通配符形式：

1.>无限制通配符

2. extends E> extends 关键字声明了类型的上界，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的子类。

3. super E> super 关键字声明了类型的下界，表示参数化类型可能是指定类型，或者是此类型的父类。

无限制通配符

要使用泛型，但是不确定或者不关心实际要操作的类型，可以使用无限制通配符（尖括号里一个问号，即 > ），表示可以持有任何类型。

? 和 Object 不一样，List> 表示未知类型的列表，而 List

如传入个 List ，这时 List 的元素类型就是 String，想要往 List 里添加一个 Object，这当然是不可以的。

上界通配符

在类型参数中使用 extends 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的子类，这样有两个好处：

如果传入的类型不是 E 或者 E 的子类，编辑不成功
泛型中可以使用 E 的方法，要不然还得强转成 E 才能使用

下界通配符

在类型参数中使用 super 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的父类。

private <e> void add(List super E> dst, List<e> Src){
    for (E e : src){
    dst.add(e);
   }
}</e></e>

上面的 dst 类型 “大于等于” src 的类型，这里的“大于等于”是指 dst 表示的范围比 src 要大，因此装得下 dst 的容器也就能装 src。