Java中的泛型详解

所谓泛型：就是允许在定义类、接口指定类型形参，这个类型形参在将在声明变量、创建对象时确定（即传入实际的类型参数，也可称为类型实参）

泛型类或接口

“菱形”语法

//定义
 
public interface List<E> extends Collection<E>  
 
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>  implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable 
//使用
 
List<String> list = new ArrayList();
 
//Java7以后可以省略后面尖括号的类型参数
 
List<String> list = new ArrayList<>();

从泛型类派生子类

//方式1
 
public class App extends GenericType<String>
 
//方式2
 
public class App<T> extends GenericType<T>
 
//方式3
 
public class App extends GenericType

伪泛型

不存在真正的泛型类，泛型类对Java虚拟机来说是透明的.JVM并不知道泛型类的存在,换句话来说,JVM处理泛型类和普通类没什么区别的.因此在静态方法、静态初始化块、静态变量里面不允许使用类型形参。
- 以下方式都是错误的

private static T data;
 
static{
 
    T f;
 
}
 
public static void func(){
 
    T name = 1;
 
}

下面的例子可以从侧面验证不存在泛型类

public static void main(String[] args){
 
        List<String> a1 = new ArrayList<>();
        List<Integer> a2 = new ArrayList<>();  
    System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());
 
    System.out.println(a1.getClass());
 
    System.out.println(a2.getClass());
 
}

输出

true
 
class java.util.ArrayList
 
class java.util.ArrayList

类型通配符

首先必须明确一点,假如Foo是Bar的父类，但是List<Foo>并不是List<Bar>的父类.为了表示各种泛型的父类,Java使用"?"来表示泛型通配.即List<?>来表示各种泛型List的父类.带这种通配符List泛型不能设置（set）元素，只能获取（get）元素。因为程序无法确定List中的类型，所以不能添加对象。但获取的对象肯定是Object类型。

以下方法会编译出错：

List<?> list = new ArrayList<>();
 
list.add(new Object());

主意几点：

1.List<String>对象不能被当成List<Object>对象使用，也就是说：List<String>类并不是List<Object>类的子类。

2.数组和泛型有所不同：假设Foo是Bar的一个子类型（子类或者子接口），那么Foo[]依然是Bar[]的子类型；但G<Foo>不是G<Bar>的子类型。

3.为了表示各种泛型List的父类，我们需要使用类型通配符，类型通配符是一个问号（?），将一个问号作为类型实参传给List集合，写作：List<?>（意思是未知类型元素的List）。这个问号（?）被称为通配符，它的元素类型可以匹配任何类型。

通配符的上限

List<? extends SuperType>表示所有SuperType泛型List的父类或本身。带有通配符上限的泛型不能有set方法，只能有get方法。

设置通配符上限能解决如下问题：Dog是Animal子类，有个getSize方法要获取传入List的个数,代码如下

abstract class Animal {
    public abstract void run();
}
class Dog extends Animal {
    public void run() {
        System.out.println("Dog run");
    }
}
public class App {
    public static void getSize(List<Animal> list) {
        System.out.println(list.size());
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Dog> list = new ArrayList<>();
        getSize(list); // 这里编译报错
    }
}

这里编程出错的原因是List<Animal>并不是List<Dog>的父类。解决方案一可以把getSize方法中形参List<Animal>改为List<?>，不过这样的话在每次get对象的时候都要强制类型转换，比较麻烦。使用通配符上限很好的解决了这个问题，可以把List<Animal>改为List<? extends Animal>，编译就不会错了，也不用类型转换。

通配符的下限

List<? super SubType>表示SubType泛型List的下限。带有通配符上限的泛型不能有get方法，只能有set方法。

泛型方法

如果定义类、接口是没有使用类型形参，但定义方法时想自己定义类型形参，这也是可以的，JDK1.5还提供了泛型方法的支持。泛型方法的方法签名比普通方法的方法签名多了类型形参声明，类型形参声明以尖括号括起来，多个类型形参之间以逗号（,）隔开，所有类型形参声明放在方法修饰符和方法返回值类型之间.语法格式如下：

修饰符 返回值类型 方法名（类形列表）{
 
//方法体
 
}

泛型方法允许类型形参被用来表示方法的一个或多个参数之间的类型依赖关系，或者方法返回值与参数之间的类型依赖关系。如果没有这样的类型依赖关系，就不应该使用泛型方法。Collections的copy方法就使用泛型方法：

 public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src){ ...}

这个方法要求src类型必须是dest类型的子类或本身。

擦除和转换

在严格的泛型代码里，带泛型声明的类总应该带着类型参数。但为了与老的Java代码保持一致，也允许在使用带泛型声明的类时不指定类型参数。如果没有为这个泛型类指定类型参数，则该类型参数被称作一个raw type（原始类型），默认是该声明该参数时指定的第一个上限类型。

当把一个具有泛型信息的对象赋给另一个没有泛型信息的变量时，则所有在尖括号之间的类型信息都被扔掉了。比如说一个List<String>类型被转换为List，则该List对集合元素的类型检查变成了成类型变量的上限（即Object），这种情况被为擦除。

示例

class Apple<T extends Number>
 
{
 
 T size;
 
 public Apple()
 
 {
 
 }
 
 public Apple(T size)
 
 {
 
  this.size = size;
 
 }
 
 public void setSize(T size)
 
 {
 
  this.size = size;
 
 }
 
 public T getSize()
 
 {
 
  return this.size;
 
 }
 
}
 
public class ErasureTest
 
{
 
 public static void main(String[] args)
 
 {
 
  Apple<Integer> a = new Apple<>(6);    // ①
 
  // a的getSize方法返回Integer对象
 
  Integer as = a.getSize();
 
  // 把a对象赋给Apple变量，丢失尖括号里的类型信息
 
  Apple b = a;      // ②
 
  // b只知道size的类型是Number
 
  Number size1 = b.getSize();
 
  // 下面代码引起编译错误
 
  Integer size2 = b.getSize();  // ③
 
 }
 
}

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