在Java SE 1.5之前,沒有泛型的情況的下,通過對類型Object的引用來實現參數的“任意化”,“任意化”帶來的缺點是要做顯式的強制類型轉換,而這種轉換是要求開發者對實際參數類型可以預知的情況下進行的。對於強制類型轉換錯誤的情況,編譯器可能不提示錯誤,在運行的時候纔出現異常,這是一個安全隱患。 泛型的好處是在編譯的時候檢查類型安全,並且所有的強制轉換都是自動和隱式的,提高代碼的重用率。
規則和限制
1、泛型的類型參數只能是類類型(包括自定義類),不能是簡單類型。 2、同一種泛型可以對應多個版本(因爲參數類型是不確定的),不同版本的
泛型類實例是不兼容的。 3、泛型的類型參數可以有多個。 4、泛型的參數類型可以使用extends語句,例如<T extends superclass>。習慣上稱爲“有界類型”。 5、泛型的參數類型還可以是通配符類型。例如Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String"); 泛型還有接口、方法等等,內容很多,需要花費一番功夫才能理解掌握並熟練應用。在此給出我曾經瞭解泛型時候寫出的兩個例子(根據看的印象寫的),實現同樣的功能,一個使用了泛型,一個沒有使用,通過對比,可以很快學會泛型的應用,學會這個基本上學會了泛型70%的內容。 例子一:使用了泛型 public class Gen<T> { private T ob; //定義泛型成員變量 public Gen(T ob) { this.ob = ob; } public T getOb() { return ob; } public void setOb(T ob) { this.ob = ob; } public void showType() { System.out.println("T的實際類型是: " + ob.getClass().getName()); } } public class GenDemo { public static void main(String[] args){ //定義泛型類Gen的一個Integer版本 Gen<Integer> intOb=new Gen<Integer>(88); intOb.showType(); int i= intOb.getOb(); System.out.println("value= " + i); System.out.println("----------------------------------"); //定義泛型類Gen的一個String版本 Gen<String> strOb=new Gen<String>("Hello Gen!"); strOb.showType(); String s=strOb.getOb(); System.out.println("value= " + s); } } 例子二:沒有使用泛型 public class Gen2 { private Object ob; //定義一個通用類型成員 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的實際類型是: " + ob.getClass().getName()); } } public class GenDemo2 { public static void main(String[] args) { //定義類Gen2的一個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("---------------------------------"); //定義類Gen2的一個String版本 Gen2 strOb = new Gen2("Hello Gen!"); strOb.showTyep(); String s = (String) strOb.getOb(); System.out.println("value= " + s); } } 運行結果: 兩個例子運行Demo結果是相同的,控制檯輸出結果如下: T的實際類型是: java.lang.Integer value= 88 ---------------------------------- T的實際類型是: java.lang.String value= Hello Gen! Process finished with exit code 0 看明白這個,以後基本的泛型應用和代碼閱讀就不成問題了。
逐漸深入泛型
1、沒有任何重構的原始代碼
有兩個類如下,要構造兩個類的對象,並打印出各自的成員x。 public class StringFoo { private String x; public StringFoo(String x) { this.x = x; } public String getX() { return x; } public void setX(String x) { this.x = x; } } public class DoubleFoo { private Double x; public DoubleFoo(Double x) { this.x = x; } public Double getX() { return x; } public void setX(Double x) { this.x = x; } } 以上的代碼實在無聊,就不寫如何實現了。
2、對上面的兩個類進行重構,寫成一個類
因爲上面的類中,成員和方法的邏輯都一樣,就是類型不一樣,因此考慮重構。Object是所有類的父類,因此可以考慮用Object做爲成員類型,這樣就可以實現通用了,實際上就是“Object泛型”,暫時這麼稱呼。 public class ObjectFoo { private Object x; public ObjectFoo(Object x) { this.x = x; } public Object getX() { return x; } public void setX(Object x) { this.x = x; } } 寫出Demo方法如下: public class ObjectFooDemo { public static void main(String args[]) { ObjectFoo strFoo = new ObjectFoo("Hello Generics!"); ObjectFoo douFoo = new ObjectFoo(new Double("33")); ObjectFoo objFoo = new ObjectFoo(new Object()); System.out.println("strFoo.getX="+(String)strFoo.getX()); System.out.println("douFoo.getX="+(Double)douFoo.getX()); System.out.println("objFoo.getX="+(Object)objFoo.getX()); } } 運行結果如下: strFoo.getX=Hello Generics! douFoo.getX=33.0 objFoo.getX=java.lang.Object@19821f 解說:在Java 5之前,爲了讓類有通用性,往往將參數類型、返回類型設置爲Object類型,當獲取這些返回類型來使用時候,必須將其“強制”轉換爲原有的類型或者接口,然後纔可以調用對象上的方法。
3、Java1.5泛型來實現
強制類型轉換很麻煩,我還要事先知道各個Object具體類型是什麼,才能做出正確轉換。否則,要是轉換的類型不對,比如將“Hello Generics!”字符串強制轉換爲Double,那麼編譯的時候不會報錯,可是運行的時候就掛了。那有沒有不強制轉換的辦法----有,改用 Java5泛型來實現。 public class GenericsFoo<T> { private T x; public GenericsFoo(T x) { this.x = x; } public T getX() { return x; } public void setX(T x) { this.x = x; } } public class GenericsFooDemo { public static void main(String args[]){ GenericsFoo<String> strFoo=new GenericsFoo<String>("Hello Generics!"); GenericsFoo<Double> douFoo=new GenericsFoo<Double>(new Double("33")); GenericsFoo<Object> objFoo=new GenericsFoo<Object>(new Object()); System.out.println("strFoo.getX="+strFoo.getX()); System.out.println("douFoo.getX="+douFoo.getX()); System.out.println("objFoo.getX="+objFoo.getX()); } } 運行結果: strFoo.getX=Hello Generics! douFoo.getX=33.0 objFoo.getX=java.lang.Object@19821f 和使用“Object泛型”方式實現結果的完全一樣,但是這個Demo簡單多了,裏面沒有強制類型轉換信息。 下面解釋一下上面泛型類的語法: 使用<T>來聲明一個類型持有者名稱,然後就可以把T當作一個類型代表來聲明成員、參數和返回值類型。 當然T僅僅是個名字,這個名字可以自行定義。 class GenericsFoo<T> 聲明瞭一個泛型類,這個T沒有任何限制,實際上相當於Object類型,實際上相當於 class GenericsFoo<T extends Object>。 與Object泛型類相比,使用泛型所定義的類在聲明和構造實例的時候,可以使用“<實際類型>”來一併指定泛型類型持有者的真實類型。類如 GenericsFoo<Double> douFoo=new GenericsFoo<Double>(new Double("33")); 當然,也可以在構造對象的時候不使用尖括號指定泛型類型的真實類型,但是你在使用該對象的時候,就需要強制轉換了。比如:GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double("33")); 實際上,當構造對象時不指定類型信息的時候,默認會使用Object類型,這也是要強制轉換的原因。
泛型的高級應用
1、限制泛型的可用類型
在上面的例子中,由於沒有限制class GenericsFoo<T>類型持有者T的範圍,實際上這裏的限定類型相當於Object,這和“Object泛型”實質是一樣的。限制比如我們要限制T爲集合接口類型。只需要這麼做: class GenericsFoo<T extends Collection>,這樣類中的泛型T只能是
Collection接口的實現類,傳入非Collection接口編譯會出錯。 注意:<T extends Collection>這裏的限定使用關鍵字 extends,後面可以是類也可以是接口。但這裏的extends已經不是繼承的含義了,應該理解爲T類型是實現Collection接口的類型,或者T是繼承了XX類的類型。 下面繼續對上面的例子改進,我只要實現了集合接口的類型: public class CollectionGenFoo<T extends Collection> { private T x; public CollectionGenFoo(T x) { this.x = x; } public T getX() { return x; } public void setX(T x) { this.x = x; } } 實例化的時候可以這麼寫: public class CollectionGenFooDemo { public static void main(String args[]) { CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null; listFoo = new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList()); //出錯了,不讓這麼幹。 // CollectionGenFoo<Collection> listFoo = null; // listFoo=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList()); System.out.println("實例化成功!"); } } 當前看到的這個寫法是可以編譯通過,並運行成功。可是註釋掉的兩行加上就出錯了,因爲<T extends Collection>這麼定義類型的時候,就限定了構造此類實例的時候T是確定的一個類型,這個類型實現了Collection接口,但是實現 Collection接口的類很多很多,如果針對每一種都要寫出具體的子類類型,那也太麻煩了,我乾脆還不如用Object通用一下。別急,泛型針對這種情況還有更好的解決方案,那就是“通配符泛型”。
2、通配符泛型
爲了解決類型被限制死了不能動態根據實例來確定的缺點,引入了“通配符泛型”,針對上面的例子,使用通配泛型格式爲<? extends Collection>,“?”代表未知類型,這個類型是實現Collection接口。那麼上面實現的方式可以寫爲: public class CollectionGenFooDemo { public static void main(String args[]) { CollectionGenFoo<ArrayList> listFoo = null; listFoo = new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList()); //現在不會出錯了 CollectionGenFoo<? extends Collection> listFoo1 = null; listFoo=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList()); System.out.println("實例化成功!"); } } 注意: 1、如果只指定了<?>,而沒有extends,則默認是允許Object及其下的任何Java類了。也就是任意類。 2、通配符泛型不單可以向下限制,如<? extends Collection>,還可以向上限制,如<? super Double>,表示類型只能接受Double及其上層父類類型,如Number、Object類型的實例。 3、泛型類定義可以有多個泛型參數,中間用逗號隔開,還可以定義泛型接口,泛型方法。這些都泛型類中泛型的使用規則類似。
泛型方法
是否擁有泛型方法,與其所在的類是否泛型沒有關係。要定義泛型方法,只需將泛型參數列表置於返回值前。如: public class ExampleA { public <T> void f(T x) { System.out.println(x.getClass().getName()); } public static void main(String[] args) { ExampleA ea = new ExampleA(); ea.f(" "); ea.f(10); ea.f('a'); ea.f(ea); } } 輸出結果: java.lang.String java.lang.Integer java.lang.Character ExampleA 使用泛型方法時,不必指明參數類型,編譯器會自己找出具體的類型。泛型方法除了定義不同,調用就像普通方法一樣。 需要注意,一個static方法,無法訪問泛型類的類型參數,所以,若要static方法需要使用泛型能力,必須使其成爲泛型方法。