【Java入門提高篇】Day14 Java中的泛型初探

　　泛型是一個很有意思也很重要的概念，本篇将簡單介紹Java中的泛型特性，主要從以下角度講解：

　　1.什麼是泛型。

　　2.如何使用泛型。

　　3.泛型的好處。

1.什麼是泛型？

泛型，字面意思便是參數化類型，平時所面對的類型一般都是具體的類型，如果String，Integer，Double，而泛型則是把所操作的資料類型當作一個參數。如，ArrayList<String>()，通過傳入不同的類型來指定容器中存儲的類型，而不用為不同的類型建立不同的類，這種參數類型可以用在類、接口和方法的建立中，分别稱為泛型類、泛型接口、泛型方法。

2.如何使用泛型？

　　　我們先來看看泛型是什麼樣子的：

　　public

interface

List<E> {

 　　

void

add(E);

 　　

Iterator<E> iterator();

　　}

　　這是List接口，這裡用E來代替具體類型，這樣就可以往裡面傳入任意類型，也許你要問了，直接使用Object不好嗎？我們來用一個栗子比較一下：

　　先用非泛型方式來實作一下：

public class ObjHolder {
    private Object a;
    
    public ObjHolder(Object a) {
        this.a = a;
    }
    
    public void set(Object a) {
        this.a = a;
    }
    
    public Object get(){
        return a;
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        ObjHolder holderA = new ObjHolder("Frank");
        System.out.println((String) holderA.get());
        holderA.set(233);
        System.out.println((Integer) holderA.get());
    }
}      

　　這樣就實作了一個包裝類，可以用來存取一個任意類型的對象。但是每次取出來都需要進行類型轉化，如果方法的參數類型是ObjHolder的話，無法知道它裡面存放的對象的确切類型，這樣就反而帶來很多不必要的麻煩。

　　現在來看一下用泛型實作是怎樣的：

public class GenericHolder<T> {
    private T obj;
    
    public GenericHolder(T obj){
        this.obj = obj;
    }
    
    public T getObj() {
        return obj;
    }
    
    public void setObj(T obj) {
        this.obj = obj;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        GenericHolder<String> holderA = new GenericHolder<String>("Frank");
        System.out.println(holderA.getObj());
        
        //holderA.set(233);無法編譯通過，因為隻能往holderA中存入String類型
        GenericHolder<Integer> holderB = new GenericHolder<Integer>(233);
        System.out.println(holderB.getObj());
    }
}      

　　這樣通過傳入類型資訊如String和Integer，來代替其中的泛型參數T，這裡的T可以了解為一個占位符，用其他字母也是可以的，一旦傳入具體類型，如String，則所有使用T的地方都會用String類型替換。

　　對比一下上面兩種方式，差別在哪呢？打個比方，不用泛型的實作方式，相當于一個袋子，裡面可以裝任意類型的黑盒子，你什麼都可以往裡放，但是你可能不知道你下一個取出來的是什麼東西，而泛型的實作方式，相當于一個貼了标簽的黑盒子，标簽上可以寫任何資訊，如寫上水果，那麼這個盒子就隻能裝水果，你也會知道每次取出來的肯定是水果而不是其它東西，同理類似如寫上雜糧，那麼這個袋子就隻能用來裝雜糧，但其實上都是同一種袋子，并不是為每一種類型的東西準備一種袋子。(因為Java的泛型使用了類型擦除機制，至于類型擦除是什麼，暫時不做過多介紹，以後會有文章做更詳細的說明)。

　　泛型被廣泛應用在容器類中，如ArrayList<T>() 表示用于存儲特定類型的數組，除此之外，還有很多泛型接口，如Comparable<T>。使用泛型能帶來極大的便利性。

　　在泛型中可以對類型進行限制，如：<T extends Comparable<T>>表示隻能傳遞已經實作了Comparable接口的類型對象，這裡是使用extends而不是implement，而且對于接口也隻能寫一個。<T extends Number>表示隻能接收Number類或者其子類的對象。與之相反的邊界通配符是super，如：<T extends Phone>表示隻能接收類型為Phone或其父類的對象。

　　在使用extends和super的時候需要特别注意，因為使用它們是有副作用的，比如:

　　List<T extends Number> list = new ArrayList<Number>();
　　list.add(4.0);//編譯錯誤
　　list.add(3);//編譯錯誤      

　　因為泛型是為了類型安全設計的，如果往List<? extends Number> list 塞值的話，在取的時候就無法确認它到底是什麼類型了，編譯器隻知道它是Number類型或者它的派生類型，但無法确定是哪個具體類型。通配符T表示其中存的都是同一種類型，是以使用extend下邊界的話是無法進行存操作的。同理super下邊界是不能取值的。

　　那什麼時候該用extends，什麼時候該用super呢？先說結論：

　　 PECS原則：

1. 頻繁往外讀取内容的，适合用上界Extends。
2. 經常往裡插入的，适合用下界Super。

3.泛型的好處？　　

　　泛型看起來很炫酷，但初看起來，好像沒什麼卵用？客官且慢，進屋裡坐（滑稽）。

　　使用泛型的好處我們來一項一項列出來：

　　1，類型安全。 

　　這是最顯而易見的，泛型的主要目标是提高 Java 程式的類型安全。通過使用泛型定義的變量的類型限制，可以很容易實作編譯期間的類型檢測，避免了大量因為使用Object帶來的不必要的類型錯誤。

　　沒有泛型，這些對Object變量的類型假設就隻存在于程式員的頭腦中（或者如果幸運的話，還存在于代碼注釋中），而且每次使用前還需要進行不安全的強制類型轉換。 

　　2，代碼複用。 

　　泛型的一個很大好處就是增加了代碼的複用性，比如上面的 GenericHolder 類，就能存取任意類型的對象，而不用為每種類型寫一個包裝類。

　　3，潛在的性能收益。 

　　泛型為較大的優化帶來可能。在泛型的初始實作中，編譯器将強制類型轉換（沒有泛型的話，程式員會指定這些強制類型轉換）插入生成的位元組碼中。但是更多類型資訊可用于編譯器這一事實，為未來版本的 JVM 的優化帶來可能。由于泛型的實作方式，支援泛型（幾乎）不需要 JVM 或類檔案更改。所有工作都在編譯器中完成，編譯器生成類似于沒有泛型（和強制類型轉換）時所寫的代碼，隻是更能確定類型安全而已。Java語言引入泛型的好處是安全簡單。泛型的好處是在編譯的時候檢查類型安全，并且所有的強制轉換都是自動和隐式的，提高代碼的重用率。

　　至此，本篇講解完畢，如果想要更好的了解，還需要多寫代碼，在實踐中去應用。

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