Java泛型机制必要性及原理解析

泛型程序设计（generic programming）

“使用泛型机制编写的程序代码要比那些杂乱地使用object变量，然后再进行强制类型转换的代码具有更好的安全性和可读性。泛型对于集合类尤其有用。”

1.意义、必要性、重要性

泛型程序设计 意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。例如，我们并不希望为聚集string和file对象分别设计不同的类。实际上，也不需要这样做，因为一个arraylist类就可以聚集任何类型的对象。这是一个泛型程序设计的实例。

事实上，在java增加泛型机制前就存在一个arraylist类。下面借助arraylist类的演变来说明java引入泛型机制到底有重要。

在java引入泛型类之前，arraylist类将维护一个object引用的数组：

public class arraylist{
  private object[] elementdata;
  ...
  public object get(int i){...}
  public void add(object o){...}
}

使用这种arraylist类存在两个问题：

每获取一个值都必须进行强制类型转换。

arraylist files = new arraylist();
...
string filename = (string) files.get(0);

由于没有错误检查，可以插入任意类型的对象。

files.add(new file("..."));

对于上面的操作，编译和运行的时候都不会出错。然而，当其他地方取出该数据，并试图进行强制类型转换时就会产生一个错误。

arraylist files = new arraylist();
//不报错
files.add(new file("..."));
//报错
string filename = (string) files.get(0);

对于上面提到的两个问题，泛型提供了一个很好的解决方案：类型参数（type parameters）。在arraylist类中使用一个类型参数来指示元素的类型：

public class arraylist<e>{
  private object[] elementdata;
  ...
  public e get(int i){...}
  public void add(e o){...}
}

arraylist<string> files = new arraylist<>();

这使得代码具有更好的可读性，人们一看就能知道这个数组列表中包含的是string对象。

同时，编译器也可以很好的利用这个信息。当调用get方法时，因为编译器已经知道返回值是string类型，所以不在需要进行强制类型转换。当调用add方法时，编译器因为知道add方法的参数是string类型，可以对add方法的使用进行检查，避免调用者传入错误类型的参数。

在编译时就发现错误比运行时才发现错误要好得多*，类型参数的魅力在于：使得程序具有更好的可读性和安全性。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。