• java中的泛型1


    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:

    复制代码
    public static void main(String[] args)
    {
        List list = new ArrayList();
        list.add("123");
        list.add("456");
        
        System.out.println((String)list.get(0));
    }
    复制代码

    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:

    复制代码
    public static void main(String[] args)
    {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("123");
        list.add("456");
        
        System.out.println(list.get(0));
    }
    复制代码

    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IngeterNumber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>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Generic<Integer>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

    http://blog.csdn.net/sunxianghuang/article/details/51982979

    http://www.cnblogs.com/xrq730/p/4869134.html

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