java泛型總結
1.1 什麼是泛型
1.1.1 泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本質是參數化類型，也就是說所操作的資料類型被指定為一個參數。
1.1.2 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。
1.2 不使用泛型和使用泛型的對比
1.2.1 在Java SE 1.5之前，沒有泛型的情況的下，通過對類型Object的引用來實作參數的“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。
對于強制類型轉換錯誤的情況，編譯器可能不提示錯誤，在運作的時候才出現異常，這是一個安全隐患。
1.2.2 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。
1.3 泛型的規則和限制
1.3.1 泛型的類型參數隻能是類類型（包括自定義類），不能是基本資料類型。
1.3.2 同一種泛型可以對應多個版本（因為參數類型是不确定的），不同版本的泛型類執行個體是不相容的。
1.3.3 泛型的類型參數可以有多個。
1.3.4 泛型的參數類型可以使用extends語句，例如<T extends superclass>。習慣上稱為“有界類型”。
1.3.5 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")。
1.3.6 參數化類型可以引用一個原始類型的對象。
1.3.7 原始類型也可以引用一個參數化類型的對象。
1.4 ArrayList<E> 類定義和ArrayList<Integer>類中涉及術語：
1.4.1 整個ArrayList<E>稱為泛型類型。
1.4.2 ArrayList<E>中的E稱為類型變量或類型參數。
1.4.3 整個ArrayList<Integer>稱為參數化的類型。
1.4.4 ArrayList<Integer>中的Integer稱為類型參數的執行個體或實際類型參數
1.4.5 ArrayList<Integer>中的<>念着typeof
1.4.6 ArrayList稱為原始類型。
1.5 泛型的使用原理：
泛型是提供給javac編譯器使用的，可以限定集合中的輸入類型，讓編譯器擋住源程式中的非法輸入，
編譯器編譯帶類型說明的集合時會去除掉“類型”資訊，使程式運作效率不受影響。
對于參數化的泛型類型，getClass()方法的傳回值和原始類型完全一樣。
由于編譯生成的位元組碼會去掉泛型的類型資訊，隻要能跳過編譯器，
就可以往某個泛型集合中加入其它類型的資料，例如，用反射得到集合對象，再調用其add方法即可。
使用泛型和沒有使用泛型的對比
使用泛型的例子：
[java] view plain copy print ?
- 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);
- }
- }
- 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());
- }
- }
沒有使用泛型的例子
[java] view plain copy print ?
- 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);
- }
- }
- 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());
- }
- }
運作結果：
兩個例子運作Demo結果是相同的,控制台輸出結果如下：
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
java1.5之前類似泛型功能的示例和1.5之後使用泛型替代之前的寫法。
原始代碼
[java] view plain copy print ?
- 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;
- }
- }
重構
因為上面的類中，成員和方法的邏輯都一樣，就是類型不一樣，是以考慮重構。Object是所有類的父類，
是以可以考慮用Object做為成員類型，這樣就可以實作通用了，實際上就是“Object泛型”，暫時這麼稱呼。
[java] view plain copy print ?
- 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：
[java] view plain copy print ?
- public class ObjectFooDemo {
- public static void main(String args[]) {
- ObjectFoo strFoo = new ObjectFoo(new StringFoo("Hello Generics!"));
- ObjectFoo douFoo = new ObjectFoo(new DoubleFoo(33));
- ObjectFoo objFoo = new ObjectFoo(new Object());
- System.out.println("strFoo.getX=" + (StringFoo) strFoo.getX());
- System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleFoo) douFoo.getX());
- System.out.println("objFoo.getX=" + objFoo.getX());
- }
- }
運作結果如下：
strFoo.getX=Hello Generics!
douFoo.getX=33.0
[email protected]
解說：在Java 5之前，為了讓類有通用性，往往将參數類型、傳回類型設定為Object類型，當擷取這些傳回類型來使用時候，
必須将其“強制”轉換為原有的類型或者接口，然後才可以調用對象上的方法。
泛型來實作
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，才能做出正确轉換。
否則，要是轉換的類型不對，比如将“Hello Generics!”字元串強制轉換為Double,那麼編譯的時候不會報錯，
可是運作的時候就不行了，改用 Java5泛型來實作。
[java] view plain copy print ?
- 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());
- }
- }
運作結果：
strFoo.getX=Hello Generics!
douFoo.getX=33.0
[email protected]
和使用“Object泛型”方式實作結果的完全一樣，但是這個Demo簡單多了，裡面沒有強制類型轉換資訊。
1.6 下面解釋一下上面泛型類的文法：
1.6.1 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、參數和傳回值類型。
1.6.2 class GenericsFoo<T> 聲明了一個泛型類，這個T沒有任何限制，實際上相當于Object類型，
實際上相當于 class GenericsFoo<T extends Object>。
1.6.3 與Object泛型類相比，使用泛型所定義的類在聲明和構造執行個體的時候，
可以使用“<實際類型>”來一并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"));
1.6.4 也可以在構造對象的時候不使用尖括号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"));
1.6.5 當構造對象時不指定類型資訊的時候，預設會使用Object類型，這也是要強制轉換的原因。
2. 限制泛型
2.1 在上面的例子中，由于沒有限制class GenericsFoo<T>類型持有者T的範圍，實際上這裡的限定類型相當于Object，
這和“Object泛型”實質是一樣的。限制比如我們要限制T為集合接口類型。隻需要這麼做：
class GenericsFoo<T extends Collection>，這樣類中的泛型T隻能是Collection接口的實作類，
傳入非Collection接口編譯會出錯。
注意：<T extends Collection>這裡的限定使用關鍵字extends，後面可以是類也可以是接口。
但這裡的extends已經不是繼承的含義了，應該了解為T類型是實作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，我隻要實作了集合接口的類型：
[java] view plain copy print ?
- 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;
- }
- }
執行個體化的時候可以這麼寫：
[java] view plain copy print ?
- 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。
- // 原來作者寫的這個地方有誤，需要将listFoo改為listFoo1
- // CollectionGenFoo<Collection> listFoo1 = null;
- // listFoo1=new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());
- System.out.println("執行個體化成功!");
- }
- }
目前看到的這個寫法是可以編譯通過，并運作成功。可是注釋掉的兩行加上就出錯了，
因為<T extends Collection>這麼定義類型的時候，就限定了構造此類執行個體的時候T是确定的一個類型。
3. 通配符泛型
3.1 為了解決類型被限制死了不能動态根據執行個體來确定的缺點，引入了“通配符泛型”。
3.2 針對上面的例子，使用通配泛型格式為<? extends Collection>，“？”代表未知類型，
這個類型是實作Collection接口。那麼上面實作的方式可以寫為：
[java] view plain copy print ?
- 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
- // 原來作者寫的這個地方有誤，需要将listFoo改為listFoo1
- CollectionGenFoo<? extends Collection> listFoo1 = null;
- listFoo1 = new CollectionGenFoo<ArrayList>(new ArrayList());
- System.out.println("執行個體化成功!");
- }
- }
3.2.1 如果隻指定了<?>，而沒有extends，則預設是允許Object及其下的任何Java類了。也就是任意類。
3.2.2 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>，表示類型隻能接受Double及其上層父類類型，如Number、Object類型的執行個體。
3.2.3 泛型類定義可以有多個泛型參數，中間用逗号隔開，還可以定義泛型接口，泛型方法。
4. 泛型方法
4.1 是否擁有泛型方法，與其所在的類是否泛型沒有關系。要定義泛型方法，隻需将泛型參數清單置于傳回值前。
如：
[java] view plain copy print ?
- 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
4.2 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。
4.3 一個static方法，無法通路泛型類的類型參數，是以，若要static方法需要使用泛型能力，必須使其成為泛型方法。
總結：java1.5的新特性，之前了解到在java的發展中，1.5是個重大的分水嶺。泛型的嚴格檢查機制，極大的提高了程式的安全性，簡化了代碼，避免了強制類型轉換的問題。