泛型

1.爲什麼需要泛型？

我們看下面一個例子：

public class GenericTest {
    public static void main(String[] args) {
        List arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("zhang");
        arrayList.add("genericTest");
        arrayList.add(2017);
        
        for (int i=0; i<arrayList.size(); i++) {
            //1.java.lang.ClassCastException
            //String message = (String) arrayList.get(i);
            //System.out.println("message:"+message);
            //2.OK
            Object message = arrayList.get(i);
            System.out.println(message.getClass()+" "+"message:"+message);
        }
    }
}

       定義一個ArrayList類型的集合，先向其中加入兩個字符串類型的值，隨後加入一個Integer類型的集合，此處完全沒問題，因爲此時的arrayList默認的類型爲Object類型。在之後的for循環中由於忘記了arrayList類中含有Integer類型的元素，將Integer類型強制轉換爲String類型，出現1處的錯誤。

       在上面的編碼過程中，主要存在兩個問題：

       (1)將一個對象放入到一個集合中，集合不會記住此對象的類型，當再次從集合中取出此對象時，由於該對象在編譯類型爲Object類型，但其運行時類型依然爲其本身類型，所以在1處運行時出現 Java.lang.ClassCastException 異常，導致此類錯誤在編譯過程中不易被發現。

       (2)取出集合元素時，需要人爲強制轉化爲具體的目標類型

2.什麼是泛型？

        泛型，即“參數化類型”，顧名思義，就是將原來的具體的類型參數化，就像方法中的變量參數，此時類型也定義成參數形式（“類型形參”），然後在使用時傳入具體的類型（”類型實參”）。

        將上面的例子採用泛型的寫法。

public class GenericTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
        arrayList.add("zhang");
        arrayList.add("genericTest");
        //arrayList.add(2017);1.提示編譯錯誤
        
        for (int i=0; i<arrayList.size(); i++) {
            String message = arrayList.get(i);//2
        	System.out.println("message:"+message);
        }
    }
}

     採用泛型寫法後，在1處加入一個Integer類型的對象時會出現編譯錯誤，通過List<String>限定arrayList集合中只能含有String類型的元素，因此在2處不需要強制類型轉換。

3.泛型接口、泛型類和泛型方法

(1)泛型類定義格式：

訪問權限 class 類名稱<泛型類型標識1，泛型類型標識2，..泛型類型標識n>{
    訪問權限 泛型類型標識 變量名稱；
    訪問權限 泛型類型標識 方法名稱(){}；    
    訪問權限 返回值類型聲明 方法名稱(泛型類型標識 變量1，泛型類型標識 變量2，...){}   

(2)泛型對象的定義格式：

類名稱<具體類> 對象名稱 = new 類名稱<具體類>();      

簡單泛型類和方法使用：

package generic;

class Point<T> {
	private T var;
	
	public void setVar(T var) {
		this.var = var;
	}
	
	public T getVar() {
		return this.var;
	}
}

public class GenericClass {

	public static void main(String[] args) {
		Point<String> name = new Point<String>();
		name.setVar("zhang");
		System.out.println(name.getVar());
	}
}

在泛型接口、泛型類和泛型方法的定義過程中，常見 T、E、K、V 形式的參數表示泛型形參，思考：對於不同傳入的類型實參，生成的相應對象實例類型是不是一樣呢？

package generic;

public class GenericType {

	public static void main(String[] args) {
		Point<String> stringPoint = new Point<String>();
	    Point<Integer> integerPoint = new Point<Integer>();
	    System.out.println(stringPoint.getClass());//class generic.Point
	    System.out.println(integerPoint.getClass());//class generic.Point
	    System.out.println(stringPoint.getClass() == integerPoint.getClass());//true
	}
}

由此發現，在使用泛型時，雖然傳入了不同的泛型實參，但並沒有真正意義上生成不同的類型，泛型類在內存中只有一個，即還是原來最基本的類型（本例中爲Point）。泛型只作用於代碼編譯階段，成功編譯過後的class文件中是不包含任何泛型信息的，泛型信息不會進入到運行時階段，泛型類型在邏輯上可以看作是多個不同的類型，實際上都是相同的基本類型。

4.類型通配符

接着上面內容，思考：Point<Number>和Point<Integer>實際上都是Point類型，那麼在邏輯上，是否可以將二者看成具有父子關係的泛型類型呢？簡單例子：

package generic;

public class GenericGeneral {

	public static void main(String[] args) {
		Point<Number> name = new Point<Number>();
		Point<Integer> age = new Point<Integer>();
		getVar(name);
		//The method getVar(Point<Number>) in the type GenericGeneral is not applicable 
		//for the arguments (Point<Integer>)
		//getVar(age);1
	}
	
	public static void getVar(Point<Number> data) {
		System.out.println("data:"+data.getVar());
	}
}

編譯上面代碼，在1處提示錯誤信息，因此在邏輯上Point<Number>不能視爲Point<Integer>的父類。因此引入類型通配符的概念，邏輯上用來表示這種繼承關係。看下面類型通配符使用實例：

package generic;

public class Generic_01 {

	public static void main(String[] args) {
		Point<String> name = new Point<String>();
		Point<Integer> age = new Point<Integer>();
		Point<Number> number = new Point<Number>();
		getVar(name);
		getVar(age);
		getVar(number);
	}
	
	public static void getVar(Point<?> data) {
		System.out.println(data.getVar());
	}
}

類型通配符上限和類型通配符下限，比如在上面的例子上，定義一個同樣的相似的getVar方法，但是實參類型進一步限制，只能是Number類型及其子類，具體實例如下：

package generic;

public class Generic_01 {

	public static void main(String[] args) {
		Point<String> name = new Point<String>();
		Point<Integer> age = new Point<Integer>();
		Point<Number> number = new Point<Number>();
		getVar(name);
		getVar(age);
		getVar(number);
		
		//getUpperNumberVar(name);1
		getUpperNumberVar(number);2
		getUpperNumberVar(age);3
	}
	
	public static void getVar(Point<?> data) {
		System.out.println(data.getVar());
	}
	
	public static void getUpperNumberVar(Point<? extends Number> data) {
		System.out.println(data.getVar());
	}
}

在1處代碼將會出現錯誤提示，2和3處調用正常。

類型通配符下限形式爲Point<? super Numer>,其含義與類型通配符上限正好相反。