1.泛型概述
泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。
泛型的本质是为了参数化类型(在不创建新的类型的情况下,通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型)。也就是说在泛型使用过程中,操作的数据类型被指定为一个参数,这种参数类型可以用在类、接口和方法中,分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
在泛型(Generic type或Generics)出现之前,是这么写代码的:
public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList(); list.add("123"); list.add("456"); System.out.println((String)list.get(0)); }
当然这是完全允许的,因为List里面的内容是Object类型的,自然任何对象类型都可以放入、都可以取出,但是这么写会有两个问题:
1、当一个对象放入集合时,集合不会记住此对象的类型,当再次从集合中取出此对象时,该对象的编译类型变成了Object
2、运行时需要人为地强制转换类型到具体目标,实际的程序绝不会这么简单,一个不小心就会出现java.lang.ClassCastException,即类型转换异常
所以,泛型出现之后,上面的代码就改成了大家都熟知的写法:
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("123"); list.add("456"); System.out.println(list.get(0)); }
这就是泛型。
引入泛型,是对Java语言一个较大的功能增强,带来了很多的好处:
1、类型安全。类型错误现在在编译期间就被捕获到了,而不是在运行时当作java.lang.ClassCastException展示出来,将类型检查从运行时挪到编译时有助于开发者更容易找到错误,并提高程序的可靠性
2、消除了代码中许多的强制类型转换,增强了代码的可读性
3、泛型通过类型参数使得我们的程序具有更好的可读性和安全性
2.泛型的原理
看一段代码
public static void main(String[] args) { List<String> stringList = new ArrayList<String>(); List<Integer> integerList = new ArrayList<Integer>(); System.out.println(stringList.getClass() == integerList.getClass()); }
运行结果为:
true
这意味着,泛型是什么并不会对一个对象实例是什么类型的造成影响.也就是说泛型信息是不会进入到代码的运行期间的。
因为,在编译期间,所有的泛型信息都会被擦除,List<Integer>和List<String>类型,在编译后都会变成List类型(原始类型)。Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的,这也是Java的泛型被称为“伪泛型”的原因。
一句话总结:泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型。
3.泛型的使用
泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法
3.1 泛型类
泛型类型用于类的定义中,被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类,如:List、Set、Map。
定义一个最普通的泛型类:
//此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型 //在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型 public class Generic<T>{ //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定 private T key; public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定 this.key = key; } public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定 return key; } }
//泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer. Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456); //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String. Generic<String> genericString = new Generic<String>("key_vlaue"); System.out.println("泛型测试:key is " + genericInteger.getKey()); System.out.println("泛型测试:key is " + genericString.getKey());
注意:
1.泛型的类型参数只能是类类型,不能是基本数据类型。
2.不能对确切的泛型类型使用instanceof操作,如下面的操作是非法的,编译时会出错。
if(ex_num instanceof Generic<Number>){
}
3.2 泛型接口
泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。看一个例子:
//定义一个泛型接口 public interface Generator<T> { public T next(); }
实现类,未传入泛型实参时:
/** * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中 * 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{ * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class" */ class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{ @Override public T next() { return null; } }
实现类,传入泛型实参时:
/** * 传入泛型实参时: * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T> * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型 * 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。 */ public class FruitGenerator implements Generator<String> { private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"}; @Override public String next() { Random rand = new Random(); return fruits[rand.nextInt(3)]; } }
3.3 泛型通配符
我们知道Ingeter
是Number
的一个子类,那么在使用Generic<Number>
作为形参的方法中,能否使用Generic<Ingeter>
的实例传入呢?在逻辑上类似于Generic<Number>
和Generic<Ingeter>
是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢?
我们使用Generic<T>
这个泛型类继续看下面的例子:
public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){ System.out.println("泛型测试:key value is " + obj.getKey()); }
Generic<Integer> gInteger = new Generic<Integer>(123); Generic<Number> gNumber = new Generic<Number>(456); showKeyValue(gNumber); // showKeyValue这个方法编译器会为我们报错:Generic<java.lang.Integer> // cannot be applied to Generic<java.lang.Number> showKeyValue(gInteger);
通过提示信息我们可以看到Generic<Integer>
不能被看作为`Generic<Number>
的子类。由此可以看出:同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的。
回到上面的例子,如何解决上面的问题?总不能为了定义一个新的方法来处理Generic<Integer>
类型的类,这显然与java中的多态理念相违背。因此我们需要一个在逻辑上可以表示同时是Generic<Integer>
和Generic<Number>
父类的引用类型。由此类型通配符应运而生。
我们可以将上面的方法改一下:
public void showKeyValue1(Generic<?> obj){ System.out.println("泛型测试 key value is " + obj.getKey()); }
类型通配符一般是使用?代替具体的类型实参,注意了,此处’?’是类型实参,而不是类型形参 。重要说三遍!此处’?’是类型实参,而不是类型形参 ! 此处’?’是类型实参,而不是类型形参 !
再直白点的意思就是,此处的?和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型,可以把<?>是类型通配符,表示是任何泛型的父类型,是一种真实的类型。
可以解决当具体类型不确定的时候,这个通配符就是 ? ;当操作类型时,不需要使用类型的具体功能时,只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
3.4 泛型方法
泛型类,是在实例化类的时候指明泛型的具体类型;泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。
/** * 泛型方法的基本介绍 * @param tClass 传入的泛型实参 * @return T 返回值为T类型 * 说明: * 1)public 与 返回值中间<T>非常重要,可以理解为声明此方法为泛型方法。 * 2)只有声明了<T>的方法才是泛型方法,泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。 * 3)<T>表明该方法将使用泛型类型T,此时才可以在方法中使用泛型类型T。 * 4)与泛型类的定义一样,此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。 */ public <T> T genericMethod(T t) { return t; }
注意:泛型方法很容易被大家误解,下面总结一下什么才是真正的泛型方法:
public class GenericTest { //这个类是个泛型类,在上面已经介绍过 public class Generic<T>{ private T key; public Generic(T key) { this.key = key; } //我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。 //这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。 //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。 public T getKey(){ return key; } /** * 这个方法显然是有问题的,在编译器会给我们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E" * 因为在类的声明中并未声明泛型E,所以在使用E做形参和返回值类型时,编译器会无法识别。 public E setKey(E key){ this.key = keu } */ } /** * 这才是一个真正的泛型方法。 * 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T * 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置. * 泛型的数量也可以为任意多个 * 如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){ * ... * } */ public <T> T showKeyName(Generic<T> container){ System.out.println("container key :" + container.getKey()); //当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。 T test = container.getKey(); return test; } //这也不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Generic<Number>这个泛型类做形参而已。 public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){ Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey()); } //这也不是一个泛型方法,这也是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符? //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的,?是一种类型实参,可以看做为Number等所有类的父类 public void showKeyValue2(Generic<?> obj){ Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey()); } /** * 这个方法是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'E' " * 虽然我们声明了<T>,也表明了这是一个可以处理泛型的类型的泛型方法。 * 但是只声明了泛型类型T,并未声明泛型类型E,因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。 public <T> T showKeyName(Generic<E> container){ ... } */ /** * 这个方法也是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'T' " * 对于编译器来说T这个类型并未项目中声明过,因此编译也不知道该如何编译这个类。 * 所以这也不是一个正确的泛型方法声明。 public void showkey(T genericObj){ } */ public static void main(String[] args) { } }
泛型方法还可以定义成可变参数:
public <T> void printMsg( T... args){ for(T t : args){ Log.d("泛型测试","t is " + t); } }
3.5 静态与泛型
class Test<T>{ public static List<T> list; 报错 public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息:StaticGenerator cannot be refrenced from static context" }
这说明 static 其实不认识泛型,所以在定义的时候如果是static 方法,则要把方法定义成泛型,前面加static 修饰。
public static <T> T show(T t){...}
总结一句话:不管 static方法、static变量,static块都不认识泛型,静态资源统一不认识泛型。
装载地址:http://blog.csdn.net/s10461/article/details/53941091
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