java 泛型

一、什么叫泛型

　　java 泛型是java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所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、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 

       泛型（Generic type 或者 generics）是对 Java 语言的类型系统的一种扩展，以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符，就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。

       可以在集合框架（Collection framework）中看到泛型的动机。例如，Map 类允许您向一个 Map 添加任意类的对象，即使最常见的情况是在给定映射（map）中保存某个特定类型（比如 String）的对象。因为 Map.get() 被定义为返回 Object，所以一般必须将 Map.get() 的结果强制类型转换为期望的类型，如下面的代码所示：

Map m = new HashMap();
m.put("key", "blarg");
String s = (String) m.get("key");

 

要让程序通过编译，必须将 get() 的结果强制类型转换为 String，并且希望结果真的是一个 String。但是有可能某人已经在该映射中保存了不是 String 的东西，这样的话，上面的代码将会抛出 ClassCastException。
理想情况下，您可能会得出这样一个观点，即 m 是一个 Map，它将 String 键映射到 String 值。这可以让您消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。

 

二、泛型的好处

Java 语言中引入泛型是一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化，以支持泛型，而且类库也进行了大翻修，所以许多重要的类，比如集合框架，都已经成为泛型化的了。

这带来了很多好处：

1，类型安全。 泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。

 

2，消除强制类型转换。 泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。

 

3，潜在的性能收益。 泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中，编译器将强制类型转换（没有泛型的话，程序员会指定这些强制类型转换）插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实，为未来版本的 JVM 的优化带来可能。由于泛型的实现方式，支持泛型（几乎）不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成，编译器生成类似于没有泛型（和强制类型转换）时所写的代码，只是更能确保类型安全而已。

 

 

 Java语言引入泛型的好处是安全简单。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。

    泛型在使用中还有一些规则和限制：
    1、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。
    2、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。
    3、泛型的类型参数可以有多个。
    4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如<T extends superclass>。习惯上成为“有界类型”。
    5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName(Java.lang.String);
    

 

代码未使用泛型

List li = new ArrayList();
li.put(new Integer(3));
Integer i = (Integer) li.get(0);

 

代码使用了泛型

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.put(new Integer(3));
Integer i = li.get(0);

 

下面的代码示例展示了 JDK 5.0 中集合框架中的 Map 接口的定义的一部分：

 

public interface Map<K, V> {
public void put(K key, V value);
public V get(K key);
}

 

注意该接口的两个附加物：

类型参数 K 和 V 是类级别的规格说明，表示在声明一个 Map 类型的变量时指定的类型的占位符。

在 get()、put() 和其他方法的方法签名中使用的 K 和 V。

为了赢得使用泛型的好处，必须在定义或实例化 Map 类型的变量时为 K 和 V 提供具体的值。以一种相对直观的方式做这件事：

Map<String, String> m = new HashMap<String, String>();
m.put("key", "blarg");
String s = m.get("key");

 

当使用 Map 的泛型化版本时，您不再需要将 Map.get() 的结果强制类型转换为 String，因为编译器知道 get() 将返回一个 String。

在使用泛型的版本中并没有减少键盘录入；实际上，比使用强制类型转换的版本需要做更多键入。使用泛型只是带来了附加的类型安全。因为编译器知道关于您将放进 Map 中的键和值的类型的更多信息，所以类型检查从执行时挪到了编译时，这会提高可靠性并加快开发速度。

 

编译器在遇到一个 Map<String, String> 类型的变量时，知道 K 和 V 现在被绑定为 String，因此它知道在这样的变量上调用 Map.get() 将会得到 String 类型。

除了异常类型、枚举或匿名内部类以外，任何类都可以具有类型参数。

 

命名类型参数

推荐的命名约定是使用大写的单个字母名称作为类型参数。这与 C++ 约定有所不同（参阅 附录 A：与 C++ 模板的比较），并反映了大多数泛型类将具有少量类型参数的假定。对于常见的泛型模式，推荐的名称是：

K —— 键，比如映射的键。 
V —— 值，比如 List 和 Set 的内容，或者 Map 中的值。 
E —— Element 。 
T —— 泛型。

 

三、泛型不是协变的(http://www.cnblogs.com/nextnj/articles/3109829.html)

　　关于泛型的混淆，一个常见的来源就是假设它们像数组一样是协变的。其实它们不是协变的。List<Object> 不是 List<String> 的父类型。

　　如果 A 扩展 B，那么 A 的数组也是 B 的数组，并且完全可以在需要 B[] 的地方使用 A[]：

　　Integer[] intArray = new Integer[10]; 
　　Number[] numberArray = intArray;

　　上面的代码是有效的，因为一个 Integer 是 一个 Number，因而一个 Integer 数组是 一个 Number 数组。但是对于泛型来说则不然。下面的代码是无效的：

　　List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
　　List<Number> numberList = intList; // invalid

　　最初，大多数 Java 程序员觉得这缺少协变很烦人，或者甚至是“坏的（broken）”，但是之所以这样有一个很好的原因。如果可以将 List<Integer> 赋给 List<Number>，下面的代　　　码就会违背泛型应该提供的类型安全：

　　

   List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
　　List<Number> numberList = intList; // invalid
　　numberList.add(new Float(3.1415));

 

　　因为 intList 和 numberList 都是有别名的，如果允许的话，上面的代码就会让您将不是 Integers 的东西放进 intList 中。但是，正如下一屏将会看到的，您有一个更加灵活的方式来　　　定义泛型

 

四、类型通配符

　　假设您具有该方法：

　　

void printList(List l) { 
for (Object o : l) 
    System.out.println(o); 
}

 

　　上面的代码在 JDK 5.0 上编译通过，但是如果试图用 List<Integer> 调用它，则会得到警告。出现警告是因为，您将泛型（List<Integer>）传递给一个只承诺将它当作 List（所谓的原始类型）的方法，这将破坏使用泛型的类型安全。

　　如果试图编写像下面这样的方法，那么将会怎么样？

void printList(List<Object> l) { 
for (Object o : l) 
    System.out.println(o); 
}

 

它仍然不会通过编译，因为一个 List<Integer> 不是 一个 List<Object>（正如前一屏 泛型不是协变的 中所学的）。这才真正烦人 —— 现在您的泛型版本还没有普通的非泛型版本有用！

解决方案是使用类型通配符：

void printList(List<?> l) { 
for (Object o : l) 
    System.out.println(o); 
}

 

上面代码中的问号是一个类型通配符。它读作“问号”。List<?> 是任何泛型 List 的父类型，所以您完全可以将 List<Object>、List<Integer> 或 List<List<List<Flutzpah>>> 传递给 printList()。

类型通配符的作用

　　前面引入了类型通配符，这让您可以声明 List<?> 类型的变量。您可以对这样的 List 做什么呢？非常方便，可以从中检索元素，但是不能添加元素。原因不是编译器知道哪些方法修改列表哪些方法不修改列表，而是（大多数）变化的方法比不变化的方法需要更多的类型信息。下面的代码则工作得很好：

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
System.out.println(lu.get(0));

 

为什么该代码能工作呢？对于 lu，编译器一点都不知道 List 的类型参数的值。但是编译器比较聪明，它可以做一些类型推理。在本例中，它推断未知的类型参数必须扩展 Object。（这个特定的推理没有太大的跳跃，但是编译器可以作出一些非常令人佩服的类型推理，后面就会看到（在 底层细节 一节中）。所以它让您调用 List.get() 并推断返回类型为 Object。

另一方面，下面的代码不能工作：

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
lu.add(new Integer(43)); // error

 

在本例中，对于 lu，编译器不能对 List 的类型参数作出足够严密的推理，以确定将 Integer 传递给 List.add() 是类型安全的。所以编译器将不允许您这么做。

以免您仍然认为编译器知道哪些方法更改列表的内容哪些不更改列表内容，请注意下面的代码将能工作，因为它不依赖于编译器必须知道关于 lu 的类型参数的任何信息：

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
lu.clear();

 

 五、实例

class Point<T>{       // 此处可以随便写标识符号，T是type的简称  
    private T var ;   // var的类型由T指定，即：由外部指定  
    public T getVar(){  // 返回值的类型由外部决定  
        return var ;  
    }  
    public void setVar(T var){  // 设置的类型也由外部决定  
        this.var = var ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo06{  
    public static void main(String args[]){  
        Point<String> p = new Point<String>() ; // 里面的var类型为String类型  
        p.setVar("it") ;        　　　　　　　　　// 设置字符串  
        System.out.println(p.getVar().length()) ;   // 取得字符串的长度  
    }  
};  


----------------------------------------------------------  


class Notepad<K,V>{       // 此处指定了两个泛型类型  
    private K key ;       // 此变量的类型由外部决定  
    private V value ;     // 此变量的类型由外部决定  
    public K getKey(){  
        return this.key ;  
    }  
    public V getValue(){  
        return this.value ;  
    }  
    public void setKey(K key){  
        this.key = key ;  
    }  
    public void setValue(V value){  
        this.value = value ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo09{  
    public static void main(String args[]){  
        Notepad<String,Integer> t = null ;        // 定义两个泛型类型的对象  
        t = new Notepad<String,Integer>() ;       // 里面的key为String，value为Integer  
        t.setKey("汤姆") ;                         // 设置第一个内容  
        t.setValue(20) ;                          // 设置第二个内容  
        System.out.print("姓名；" + t.getKey()) ;           // 取得信息  
        System.out.print("，年龄；" + t.getValue()) ;       // 取得信息  
  
    }  
};  


 
-------------------------------------------------------------------------
通配符

class Info<T>{  
    private T var ;     // 定义泛型变量  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
    public String toString(){   // 直接打印  
        return this.var.toString() ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo14{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<String> i = new Info<String>() ;       // 使用String为泛型类型  
        i.setVar("it") ;                            // 设置内容  
        fun(i) ;  
    }  
    public static void fun(Info<?> temp){     // 可以接收任意的泛型对象  
        System.out.println("内容：" + temp) ;  
    }  
};  
 

----------------------------------------------------------


class Info<T>{  
    private T var ;     // 定义泛型变量  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
    public String toString(){   // 直接打印  
        return this.var.toString() ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo17{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ;        // 声明Integer的泛型对象  
        Info<Float> i2 = new Info<Float>() ;            // 声明Float的泛型对象  
        i1.setVar(30) ;                                 // 设置整数，自动装箱  
        i2.setVar(30.1f) ;                              // 设置小数，自动装箱  
        fun(i1) ;  
        fun(i2) ;  
    }  
    public static void fun(Info<? extends Number> temp){  // 只能接收Number及其Number的子类  
        System.out.print(temp + "、") ;  
    }  
};  

----------------------------------------------------------  

class Info<T>{  
    private T var ;     // 定义泛型变量  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
    public String toString(){   // 直接打印  
        return this.var.toString() ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo21{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<String> i1 = new Info<String>() ;      // 声明String的泛型对象  
        Info<Object> i2 = new Info<Object>() ;      // 声明Object的泛型对象  
        i1.setVar("hello") ;  
        i2.setVar(new Object()) ;  
        fun(i1) ;  
        fun(i2) ;  
    }  
    public static void fun(Info<? super String> temp){    // 只能接收String或Object类型的泛型  
        System.out.print(temp + "、") ;  
    }  
};  


---------------------------------------------------------------------------
 泛型无法向上转型 
class Info<T>{  
    private T var ;     // 定义泛型变量  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
    public String toString(){   // 直接打印  
        return this.var.toString() ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo23{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<String> i1 = new Info<String>() ;      // 泛型类型为String  
        Info<Object> i2 = null ;  
        i2 = i1 ;                               //这句会出错 incompatible types  
    }  
};  

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 泛型接口

interface Info<T>{        // 在接口上定义泛型  
    public T getVar() ; // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型  
}  
class InfoImpl<T> implements Info<T>{   // 定义泛型接口的子类  
    private T var ;             // 定义属性  
    public InfoImpl(T var){     // 通过构造方法设置属性内容  
        this.setVar(var) ;    
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo24{  
    public static void main(String arsg[]){  
        Info<String> i = null;              // 声明接口对象  
        i = new InfoImpl<String>("汤姆") ;  // 通过子类实例化对象  
        System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;  
    }  
};  
----------------------------------------------------------  
interface Info<T>{        // 在接口上定义泛型  
    public T getVar() ;   // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型  
}  
class InfoImpl implements Info<String>{   // 定义泛型接口的子类  
    private String var ;                // 定义属性  
    public InfoImpl(String var){        // 通过构造方法设置属性内容  
        this.setVar(var) ;    
    }  
    public void setVar(String var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public String getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo25{  
    public static void main(String arsg[]){  
        Info i = null;      // 声明接口对象  
        i = new InfoImpl("汤姆") ;    // 通过子类实例化对象  
        System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;  
    }  
};  


-------------------------------------------------------------------

 泛型方法
 
class Demo{  
    public <T> T fun(T t){            // 可以接收任意类型的数据  
        return t ;                  // 直接把参数返回  
    }  
};  
public class GenericsDemo26{  
    public static void main(String args[]){  
        Demo d = new Demo() ;   // 实例化Demo对象  
        String str = d.fun("汤姆") ; //   传递字符串  
        int i = d.fun(30) ;     // 传递数字，自动装箱  
        System.out.println(str) ;   // 输出内容  
        System.out.println(i) ;     // 输出内容  
    }  
};  

//  Demo类中的fun方法，让我搞不懂的地方是，为什么public后面会有一个<T>这个东西。

// 后来去查了一下，原来这就是泛型方法。如果没有这个<T>的定义，在后面参数中使用泛型就会报错。

// 类似一种预定义吧？ 当然这个泛型T 还可以写成一些类的子类。 <T extends XX类 > 

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 通过泛型方法返回泛型类型实例
class Info<T extends Number>{ // 指定上限，只能是数字类型  
    private T var ;     // 此类型由外部决定  
    public T getVar(){  
        return this.var ;     
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public String toString(){       // 覆写Object类中的toString()方法  
        return this.var.toString() ;      
    }  
};  
public class GenericsDemo27{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<Integer> i = fun(30) ;  
        System.out.println(i.getVar()) ;  
    }  
    public static <T extends Number> Info<T> fun(T param){//方法中传入或返回的泛型类型由调用方法时所设置的参数类型决定  
        Info<T> temp = new Info<T>() ;      // 根据传入的数据类型实例化Info  
        temp.setVar(param) ;        // 将传递的内容设置到Info对象的var属性之中  
        return temp ;   // 返回实例化对象  
    }  
}; 


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 使用泛型统一传入的参数类型
class Info<T>{    // 指定上限，只能是数字类型  
    private T var ;     // 此类型由外部决定  
    public T getVar(){  
        return this.var ;     
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public String toString(){       // 覆写Object类中的toString()方法  
        return this.var.toString() ;      
    }  
};  
public class GenericsDemo28{  
    public static void main(String args[]){  
        Info<String> i1 = new Info<String>() ;  
        Info<String> i2 = new Info<String>() ;  
        i1.setVar("HELLO") ;        // 设置内容  
        i2.setVar("汤姆") ;       // 设置内容  
        add(i1,i2) ;  
    }  
    public static <T> void add(Info<T> i1,Info<T> i2){  
        System.out.println(i1.getVar() + " " + i2.getVar()) ;  
    }  
};  

----------------------------------------------------------------------
 泛型数组
public class GenericsDemo30{  
    public static void main(String args[]){  
        Integer i[] = fun1(1,2,3,4,5,6) ;   // 返回泛型数组  
        fun2(i) ;  
    }  
    public static <T> T[] fun1(T...arg){  // 接收可变参数  
        return arg ;            // 返回泛型数组  
    }  
    public static <T> void fun2(T param[]){   // 输出  
        System.out.print("接收泛型数组：") ;  
        for(T t:param){  
            System.out.print(t + "、") ;  
        }  
    }  
};  

-----------------------------------------------------------------
 泛型的嵌套设置
class Info<T,V>{      // 接收两个泛型类型  
    private T var ;  
    private V value ;  
    public Info(T var,V value){  
        this.setVar(var) ;  
        this.setValue(value) ;  
    }  
    public void setVar(T var){  
        this.var = var ;  
    }  
    public void setValue(V value){  
        this.value = value ;  
    }  
    public T getVar(){  
        return this.var ;  
    }  
    public V getValue(){  
        return this.value ;  
    }  
};  
class Demo<S>{  
    private S info ;  
    public Demo(S info){  
        this.setInfo(info) ;  
    }  
    public void setInfo(S info){  
        this.info = info ;  
    }  
    public S getInfo(){  
        return this.info ;  
    }  
};  
public class GenericsDemo31{  
    public static void main(String args[]){  
        Demo<Info<String,Integer>> d = null ;       // 将Info作为Demo的泛型类型  
        Info<String,Integer> i = null ;   // Info指定两个泛型类型  
        i = new Info<String,Integer>("汤姆",30) ;    // 实例化Info对象  
        d = new Demo<Info<String,Integer>>(i) ; // 在Demo类中设置Info类的对象  
        System.out.println("内容一：" + d.getInfo().getVar()) ;  
        System.out.println("内容二：" + d.getInfo().getValue()) ;  
    }  
}; 

 

 

 

参考：http://blog.csdn.net/sun_abc/article/details/5906765

参考：http://www.cnblogs.com/sunwei2012/archive/2010/10/08/1845938.html