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一. 泛型概念的提出（為何須要泛型）？
起首，我們看下上面這段冗長的代碼:
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
list.add(100);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = (String) list.get(i); // 1
System.out.println("name:" + name);
}
}
}
界說了一個List類型的聚集，先向個中參加了兩個字符串類型的值，隨後參加一個Integer類型的值。這是完整許可的，由於此時list默許的類型為Object類型。在以後的輪回中，因為忘卻了之前在list中也參加了Integer類型的值或其他編碼緣由，很輕易湧現相似於//1中的毛病。由於編譯階段正常，而運轉時會湧現“java.lang.ClassCastException”異常。是以，招致此類毛病編碼進程中不容易發明。
在如上的編碼進程中，我們發明重要存在兩個成績：
1.當我們將一個對象放入聚集中，聚集不會記住此對象的類型，當再次從聚集中掏出此對象時，改對象的編譯類型釀成了Object類型，但其運轉時類型任然為其自己類型。
2.是以，//1處掏出聚集元素時須要工資的強迫類型轉化到詳細的目的類型，且很輕易湧現“java.lang.ClassCastException”異常。
那末有無甚麼方法可使聚集可以或許記住聚集內元素各類型，且可以或許到達只需編譯時不湧現成績，運轉時就不會湧現“java.lang.ClassCastException”異常呢？謎底就是應用泛型。
二.甚麼是泛型？
泛型，即“參數化類型”。一提到參數，最熟習的就是界說辦法時無形參，然後挪用此辦法時傳遞實參。那末參數化類型怎樣懂得呢？望文生義，就是將類型由本來的詳細的類型參數化，相似於辦法中的變量參數，此時類型也界說成參數情勢（可以稱之為類型形參），然後在應用/挪用時傳入詳細的類型（類型實參）。
看著似乎有點龐雜，起首我們看下下面誰人例子采取泛型的寫法。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
/*
List list = new ArrayList();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
list.add(100);
*/
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("qqyumidi");
list.add("corn");
//list.add(100); // 1 提醒編譯毛病
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String name = list.get(i); // 2
System.out.println("name:" + name);
}
}
}
采取泛型寫法後，在//1處想參加一個Integer類型的對象時會湧現編譯毛病，經由過程List<String>，直接限制了list聚集中只能含有String類型的元素，從而在//2處不必停止強迫類型轉換，由於此時，聚集可以或許記住元素的類型信息，編譯器曾經可以或許確認它是String類型了。
聯合下面的泛型界說，我們曉得在List<String>中，String是類型實參，也就是說，響應的List接口中確定含有類型形參。且get()辦法的前往成果也直接是此形參類型（也就是對應的傳入的類型實參）。上面就來看看List接口的的詳細界說：
public interface List<E> extends Collection<E> {
int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Iterator<E> iterator();
Object[] toArray();
<T> T[] toArray(T[] a);
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
boolean retainAll(Collection<?> c);
void clear();
boolean equals(Object o);
int hashCode();
E get(int index);
E set(int index, E element);
void add(int index, E element);
E remove(int index);
int indexOf(Object o);
int lastIndexOf(Object o);
ListIterator<E> listIterator();
ListIterator<E> listIterator(int index);
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
}
我們可以看到，在List接口中采取泛型化界說以後，<E>中的E表現類型形參，可以吸收詳細的類型實參，而且此接口界說中，但凡湧現E的處所均表現雷同的接收自內部的類型實參。
天然的，ArrayList作為List接口的完成類，其界說情勢是：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
checkForComodification();
return ArrayList.this.elementData(offset + index);
}
//...省略失落其他詳細的界說進程
}
由此，我們從源代碼角度明確了為何//1處參加Integer類型對象編譯毛病，且//2處get()到的類型直接就是String類型了。
三.自界說泛型接口、泛型類和泛型辦法
從下面的內容中，年夜家曾經明確了泛型的詳細運作進程。也曉得了接口、類和辦法也都可使用泛型去界說，和響應的應用。是的，在詳細應用時，可以分為泛型接口、泛型類和泛型辦法。
自界說泛型接口、泛型類和泛型辦法與上述Java源碼中的List、ArrayList相似。以下，我們看一個最簡略的泛型類和辦法界說：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<String> name = new Box<String>("corn");
System.out.println("name:" + name.getData());
}
}
class Box<T> {
private T data;
public Box() {
}
public Box(T data) {
this.data = data;
}
public T getData() {
return data;
}
}
在泛型接口、泛型類和泛型辦法的界說進程中，我們罕見的如T、E、K、V等情勢的參數經常使用於表現泛型形參，因為吸收來自內部應用時刻傳入的類型實參。那末關於分歧傳入的類型實參，生成的響應對象實例的類型是否是一樣的呢？
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<String> name = new Box<String>("corn");
Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
System.out.println("name class:" + name.getClass()); // com.qqyumidi.Box
System.out.println("age class:" + age.getClass()); // com.qqyumidi.Box
System.out.println(name.getClass() == age.getClass()); // true
}
}
由此，我們發明，在應用泛型類時，固然傳入了分歧的泛型實參，但並沒有真正意義上生成分歧的類型，傳入分歧泛型實參的泛型類在內存上只要一個，即照樣本來的最根本的類型（本實例中為Box），固然，在邏輯上我們可以懂得成多個分歧的泛型類型。
究其緣由，在於Java中的泛型這一概念提出的目標，招致其只是感化於代碼編譯階段，在編譯進程中，關於准確磨練泛型成果後，會將泛型的相干信息擦出，也就是說，勝利編譯事後的class文件中是不包括任何泛型信息的。泛型信息不會進入到運轉時階段。
對此總結成一句話：泛型類型在邏輯上看以算作是多個分歧的類型，現實上都是雷同的根本類型。
四.類型通配符
接著下面的結論，我們曉得，Box<Number>和Box<Integer>現實上都是Box類型，如今須要持續商量一個成績，那末在邏輯上，相似於Box<Number>和Box<Integer>能否可以算作具有父子關系的泛型類型呢？
為了弄清這個成績，我們持續看下上面這個例子:
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<Number> name = new Box<Number>(99);
Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
getData(name);
//The method getData(Box<Number>) in the type GenericTest is
//not applicable for the arguments (Box<Integer>)
getData(age); // 1
}
public static void getData(Box<Number> data){
System.out.println("data :" + data.getData());
}
}
我們發明，在代碼//1處湧現了毛病提醒信息：The method getData(Box<Number>) in the t ype GenericTest is not applicable for the arguments (Box<Integer>)。明顯，經由過程提醒信息，我們曉得Box<Number>在邏輯上不克不及視為Box<Integer>的父類。那末，緣由安在呢？
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<Integer> a = new Box<Integer>(712);
Box<Number> b = a; // 1
Box<Float> f = new Box<Float>(3.14f);
b.setData(f); // 2
}
public static void getData(Box<Number> data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
}
class Box<T> {
private T data;
public Box() {
}
public Box(T data) {
setData(data);
}
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
}
這個例子中，明顯//1和//2處確定會湧現毛病提醒的。在此我們可使用反證法來停止解釋。
假定Box<Number>在邏輯上可以視為Box<Integer>的父類，那末//1和//2處將不會有毛病提醒了，那末成績就出來了，經由過程getData()辦法掏出數據時究竟是甚麼類型呢？Integer? Float? 照樣Number？且因為在編程進程中的次序弗成控性，招致在需要的時刻必需要停止類型斷定，且停止強迫類型轉換。明顯，這與泛型的理念抵觸，是以，在邏輯上Box<Number>不克不及視為Box<Integer>的父類。
好，那我們回過火來持續看“類型通配符”中的第一個例子，我們曉得其詳細的毛病提醒的深條理緣由了。那末若何處理呢？總部能再界說一個新的函數吧。這和Java中的多態理念明顯是違反的，是以，我們須要一個在邏輯上可以用來表現同時是Box<Integer>和Box<Number>的父類的一個援用類型，由此，類型通配符應運而生。
類型通配符普通是應用 ? 取代詳細的類型實參。留意了，此處是類型實參，而不是類型形參！且Box<?>在邏輯上是Box<Integer>、Box<Number>...等一切Box<詳細類型實參>的父類。由此，我們仍然可以界說泛型辦法，來完成此類需求。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<String> name = new Box<String>("corn");
Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
Box<Number> number = new Box<Number>(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
}
public static void getData(Box<?> data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
}
有時刻，我們還能夠聽到類型通配符下限和類型通配符上限。詳細有是怎樣樣的呢？
在下面的例子中，假如須要界說一個功效相似於getData()的辦法，但對類型實參又有進一步的限制：只能是Number類及其子類。此時，須要用到類型通配符下限。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Box<String> name = new Box<String>("corn");
Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
Box<Number> number = new Box<Number>(314);
getData(name);
getData(age);
getData(number);
//getUpperNumberData(name); // 1
getUpperNumberData(age); // 2
getUpperNumberData(number); // 3
}
public static void getData(Box<?> data) {
System.out.println("data :" + data.getData());
}
public static void getUpperNumberData(Box<? extends Number> data){
System.out.println("data :" + data.getData());
}
}
此時，明顯，在代碼//1處挪用將湧現毛病提醒，而//2 //3處挪用正常。
類型通配符下限經由過程形如Box<? extends Number>情勢界說，絕對應的，類型通配符上限為Box<? super Number>情勢，其寄義與類型通配符下限正好相反，在此不作過量論述了。
五.話外篇
本文中的例子重要是為了論述泛型中的一些思惟而簡略舉出的，其實不必定有實在際的可用性。別的，一提到泛型，信任年夜家用到最多的就是在聚集中，其實，在現實的編程進程中，本身可使用泛型去簡化開辟，且能很好的包管代碼質量。而且還要留意的一點是，Java中沒有所謂的泛型數組一說。
關於泛型，最重要的照樣須要懂得其面前的思惟和目標。
以上就是小編為年夜家帶來的Java總結篇系列:Java泛型詳解的全體內容了，願望對年夜家有所贊助，多多支撐~
