java泛型--泛型的简单介绍以及常用情况

Posted 2022-12-09 加冰雪碧

一.泛型的基本概念

泛型是JavaSE5引入的一个新概念，实现了参数化类型的概念，并且使代码可以应用于多种类型。

在日常编写程序时，我们都会很注重“泛化”，像多态其实就是一种类型的泛化，将子类的对象赋给父类的引用获得更好的泛化特性，将方法的参数类型设置为父类以获得泛化特性等等......  同样，为类声明出接口，而后对接口进行操作同样也可以获得很好的泛化特性。但是上述的方法都有一定的局限性，那就是继承与实现。继承引起了类与类之间的强耦合关系，实现接口又可能会实现一些不需要的接口。我们想去实现代码能应用于一个“不具体的类型”，而不是具体的类与接口。泛型的出现很好的帮我们实现了这一点！

二.泛型的简单使用

1.泛型与容器类的联合使用

考虑一种情况，我们需要实现一个自己的容器类，这个类仅仅持有一个对象的引用（假设持有的对象是字符串），在JavaSE5之前，我们可以编写出如下代码：

package com.fsc.generic;

public class MyHolder 
	private String s;
	public MyHolder(String s)
		this.s = s;
	
	public String getS() 
		return s;
	
	public void setS(String s) 
		this.s = s;
	

代码很简单，也实现了持有一个对象。但是如果除了需要持有字符串外还要持有其他类呢？难道要再写一个MyHolder2类么？在泛型出现以前我们可以编写如下代码：

package com.fsc.generic;

public class MyHolder 
	private Object obj;
	public MyHolder(Object obj)
		this.obj = obj;
	
	public Object getObj() 
		return obj;
	
	public void setObj(String obj) 
		this.obj = obj;
	

来看一下使用的情况：

MyHolder holderForString = new MyHolder("A String");
String s = (String) holderForString.getObj();

需要对返回的数据进行强制转换，并且很容易出现问题，若我们将返回值转化为Integer，那么在运行期就会出现ClassCastException。

与上述代码类似，在JavaSE5以前的集合类就是用Object的数组来储存数据，每次我们向里面添加什么对象都不予以限制，在返回时需要程序员手动通过强制转换来还原对象。问题在于编译器无法得到对象的实际类型，如果我传入了一个String对象，而在返回时将其返回成Integer的话，运行期的虚拟机就会很不客气的抛出一个ClassCastException，就像这样：

ArrayList list = new ArrayList();
list.add("123");
list.add(1);
Integer i = (Integer) list.get(0);

而泛型的作用就是将异常转移到编译器，下面是添加了泛型后的程序：

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("123");
//list.add(1);   不允许向集合添加非String类型的对象
		
String s = list.get(0);

编译器阻止了我们添加不正确的对象，也不需要我们手动进行转型，极大的避免了上述情形的发生。

2.泛型实现元组

很多时候我们希望retrue可以返回多个对象，在这种情况下一般就是创建一个类，让它持有需要返回的对象。考虑这样一种情况，我们需要返回非常多组（假设每组中有两个对象）数据，我们就需要为这些对象创建很多的类。有了泛型，我们就能很好的解决这个问题。

public class TwoTuple<A,B> 
	public final A first;
	public final B second;
	
	public TwoTuple(A first, B second)
		this.first = first;
		this.second = second;
	
	
	@Override
	public String toString() 
		return "first: "+ first+"  second: "+second;
	

需要返回数据时我们只需要返回一个元组即可。

三.泛型的定义规则

1.泛型类的定义

在前面实现了MyHolder类，现在我们将其定义为泛型类：

package com.fsc.generic;

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

仅仅需要在类名后面加上<T>即可，而后可以在类中使用T，不过只能将其作为一种类型参数来使用，而不能当做是一个真正的类。具体原因会在下面的文章中介绍。

2.泛型接口的定义

<span style="font-size:18px;color:#000000;">public interface GenericInterface<T>
	public T get();
</span>

可以看到和类的定义方式基本相同。

3.泛型方法的定义

public class GenericMethod 
	public static <T> void f(T x)
	
	public <T> void g(T x)
		
	

泛型方法的定义比较特殊，它不需要将泛型作用在整个类上。

是否拥有泛型方法，与其所在的类是否是泛型没有关系。

在Thingking in java一书中给出了指导原则：

如果泛型方法可以取代对整个类进行泛化时，就应该只使用泛型方法。

对于静态的（static）方法，其无法访问泛型类的类型参数（T），所以如果要在static方法中使用类型参数，那么就必须要使用泛型方法。

针对泛型方法的类型参数推断

在使用泛型类时，如果我们需要创建一个对象，就需要制定类型参数的值，像这样：

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

new ArrayList<String>()中的类型参数String是没有意义的（在JavaSE7中已经可以使用<>不写参数来创建对象了），在使用泛型方法的时候，我们可以不用写明参数类型，编译器会自动为我们找出类型，示例中使用的方法为上面实现的GenericMethod.class：

f("123");
f(1);
f(1.0);

编译器自动为我们找出了类型，我们可以和调用正常的方法一样调用f().

下一篇文章中将详细说明泛型的擦除，边界，通配符等一些问题。