JAVA泛型 博客分类： java java
程序员文章站
2024-03-19 20:05:46
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泛型就是变量类型的参数化。在使用泛型前，存入集合中的元素可以是任何类型的，当从集合中取出时，所有的元素都是Object类型，需要进行向下的强制类型转换，转换到特定的类型。而强制类型转换容易引起运行时错误。
泛型类型参数只能被类或接口类型赋值，不能被原生数据类型赋值，原生数据类型需要使用对应的包装类。
例子一：使用了泛型
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class Test<T> {
private T ob; // 定义泛型成员变量
public Test(T ob) {
this.ob = ob;
}
public T getOb() {
return ob;
}
public void setOb(T ob) {
this.ob = ob;
}
public void showType() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
// 定义泛型类Gen的一个Integer版本
Test<Integer> intOb = new Test<Integer>(88);
intOb.showType();
int i = intOb.getOb();
System.out.println("value= " + i);
System.out.println("----------------------------------");
// 定义泛型类Gen的一个String版本
Test<String> strOb = new Test<String>("Hello Gen!");
strOb.showType();
String s = strOb.getOb();
System.out.println("value= " + s);
}
}
例子二：没有使用泛型
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class Test2{
private Object ob; // 定义一个通用类型成员
public Test2(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public Object getOb() {
return ob;
}
public void setOb(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public void showTyep() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public class TestDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 定义类Gen2的一个Integer版本
Test2 intOb = new Test2(new Integer(88));
intOb.showTyep();
int i = (Integer) intOb.getOb();
System.out.println("value= " + i);
System.out.println("---------------------------------");
// 定义类Gen2的一个String版本
Test2 strOb = new Test2("Hello Gen!");
strOb.showTyep();
String s = (String) strOb.getOb();
System.out.println("value= " + s);
}
}
运行结果：
两个例子运行Demo结果是相同的,控制台输出结果如下：
T的实际类型是:
java.lang.Integer
value= 88
----------------------------------
T的实际类型是: java.lang.String
value= Hello Gen!
Process finished with exit code 0
看明白这个，以后基本的泛型应用和代码阅读就不成问题了。
深入泛型
深入泛型
原始代码
有两个类如下，要构造两个类的对象，并打印出各自的成员x。
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public class StringDemo {
private String x;
public StringDemo(String x) {
this.x = x;
}
public String getX() {
return x;
}
public void setX(String x) {
this.x = x;
}
}
public class DoubleDemo {
private Double x;
public DoubleDemo(Double x) {
this.x = x;
}
public Double getX() {
return x;
}
public void setX(Double x) {
this.x = x;
}
}
重构
因为上面的类中，成员和方法的逻辑都一样，就是类型不一样，因此考虑重构。Object是所有类的父类，因此可以考虑用Object做为成员类型，这样就可以实现通用了，实际上就是“Object泛型”，暂时这么称呼。
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public class ObjectDemo {
private Object x;
public ObjectDemo(Object x) {
this.x = x;
}
public Object getX() {
return x;
}
public void setX(Object x) {
this.x = x;
}
}
写出Demo方法如下：
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public class ObjectDemoDemo {
public static void main(String args[]) {
ObjectDemo strDemo = new ObjectDemo(new StringDemo("Hello Generics!"));
ObjectDemo douDemo = new ObjectDemo(new DoubleDemo(new Double("33")));
ObjectDemo objDemo = new ObjectDemo(new Object());
System.out.println("strFoo.getX=" + (StringDemo) strDemo.getX());
System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleDemo) douDemo.getX());
System.out.println("objFoo.getX=" + objDemo.getX());
}
}
运行结果如下：
strDemo.getX=StringDemo@5d748654
douDemo.getX=DoubleDemo@d1f24bb
objDemo.getX=java.lang.Object@19821f
解说：在Java 5之前，为了让类有通用性，往往将参数类型、返回类型设置为Object类型，当获取这些返回类型来使用时候，必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口，然后才可以调用对象上的方法。
实现
强制类型转换很麻烦，我还要事先知道各个Object具体类型是什么，才能做出正确转换。否则，要是转换的类型不对，比如将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，可是运行的时候就挂了。那有没有不强制转换的办法----有，改用 Java5泛型来实现。
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class GenericsTest<T> {
private T x;
public GenericsTest(T x) {
this.x = x;
}
public T getX() {
return x;
}
public void setX(T x) {
this.x = x;
}
}
public class GenericsTestDemo {
public static void main(String args[]) {
GenericsTest<String> strFoo = new GenericsTest<String>("Hello Generics!");
GenericsTest<Double> douFoo = new GenericsTest<Double>(new Double("33"));
GenericsTest<Object> objFoo = new GenericsTest<Object>(new Object());
System.out.println("strTest.getX=" + strTest.getX());
System.out.println("douTest.getX=" + douTest.getX());
System.out.println("objTest.getX=" + objTest.getX());
}
}
运行结果：
strTest.getX=Hello Generics!
douTest.getX=33.0
objTest.getX=java.lang.Object@19821f
和使用“Object泛型”方式实现结果的完全一样，但是这个Demo简单多了，里面没有强制类型转换信息。
下面解释一下上面泛型类的语法：
使用<T>来声明一个类型持有者名称，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。
当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。
class GenericsTest<T> 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上相当于Object类型，实际上相当于 class GenericsTest<T extends Object>。
与Object泛型类相比，使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候，可以使用“<实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。类如
GenericsTest<Double> douTest=new GenericsTest<Double>(new Double("33"));
当然，也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型，但是你在使用该对象的时候，就需要强制转换了。比如：GenericsTest douTest=new GenericsTest(new Double("33"));
实际上，当构造对象时不指定类型信息的时候，默认会使用Object类型，这也是要强制转换的原因.
高级应用
限制泛型
在上面的例子中，由于没有限制class GenericsTest<T>类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做：
class GenericsTest<T extends Collection>，这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。
注意：<T extends Collection>这里的限定使用关键字extends，后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。
下面继续对上面的例子改进，我只要实现了集合接口的类型：
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public class CollectionGenTest<T extends Collection> {
private T x;
public CollectionGenTest(T x) {
this.x = x;
}
public T getX() {
return x;
}
public void setX(T x) {
this.x = x;
}
}
实例化的时候可以这么写：
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public class CollectionGenTestDemo {
public static void main(String args[]) {
CollectionGenTest<ArrayList> listTest= null;
listTest = new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
// 需要将CollectionGenTest<Collection>改为CollectionGenTest<ArrayList>
// CollectionGenTest<Collection> listTest = null;
// listTest=new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
System.out.println("实例化成功!");
}
}
当前看到的这个写法是可以编译通过，并运行成功。可是注释掉的两行加上就出错了，因为<T extends Collection>这么定义类型的时候，就限定了构造此类实例的时候T是确定的一个类型，这个类型实现了Collection接口，但是实现 Collection接口的类很多很多，如果针对每一种都要写出具体的子类类型，那也太麻烦了，我干脆还不如用Object通用一下。别急，泛型针对这种情况还有更好的解决方案，那就是“通配符泛型”。
多接口限制
虽然Java泛型简单的用 extends 统一的表示了原有的 extends 和 implements 的概念，但仍要遵循应用的体系，Java 只能继承一个类，但可以实现多个接口，所以你的某个类型需要用 extends 限定，且有多种类型的时候，只能存在一个是类，并且类写在第一位，接口列在后面，也就是：
<T extends SomeClass & interface1 & interface2 & interface3>
这里的例子仅演示了泛型方法的类型限定，对于泛型类中类型参数的限制用完全一样的规则，只是加在类声明的头部，如：
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public class Demo<T extends Comparable & Serializable> {
// T类型就可以用Comparable声明的方法和Seriablizable所拥有的特性了
}
通配符泛型
为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点，引入了“通配符泛型”，针对上面的例子，使用通配泛型格式为<? extends Collection>，“？”代表未知类型，这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式可以写为：
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public class CollectionGenTestDemo {
public static void main(String args[]) {
CollectionGenTest<ArrayList> listTest = null;
listTest= new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
// CollectionGenTest<Collection> listTest = null;
// listTest=new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
System.out.println("实例化成功!");
}
}
注意：
1、如果只指定了<?>，而没有extends，则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。
2、通配符泛型不单可以向下限制，如<? extends Collection>，还可以向上限制，如<? super Double>，表示类型只能接受Double及其上层父类类型，如Number、Object类型的实例。
3、泛型类定义可以有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还可以定义泛型接口，泛型方法。这些都与泛型类中泛型的使用规则类似。
泛型方法编辑
是否拥有泛型方法，与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值前。如:
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public class ExampleA {
public <T> void f(T x) {
System.out.println(x.getClass().getName());
}
public static void main(String[] args) {
ExampleA ea = new ExampleA();
ea.f(" ");
ea.f(10);
ea.f('a');
ea.f(ea);
}
}
输出结果：
java.lang.String
java.lang.Integer
java.lang.Character
ExampleA
使用泛型方法时，不必指明参数类型，编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。
需要注意，一个static方法，无法访问泛型类的类型参数，所以，若要static方法需要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。
比如：
public class Demo{
public static <T> T test(T a){
return a;
}
}
泛型类型参数只能被类或接口类型赋值，不能被原生数据类型赋值，原生数据类型需要使用对应的包装类。
例子一：使用了泛型
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class Test<T> {
private T ob; // 定义泛型成员变量
public Test(T ob) {
this.ob = ob;
}
public T getOb() {
return ob;
}
public void setOb(T ob) {
this.ob = ob;
}
public void showType() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
// 定义泛型类Gen的一个Integer版本
Test<Integer> intOb = new Test<Integer>(88);
intOb.showType();
int i = intOb.getOb();
System.out.println("value= " + i);
System.out.println("----------------------------------");
// 定义泛型类Gen的一个String版本
Test<String> strOb = new Test<String>("Hello Gen!");
strOb.showType();
String s = strOb.getOb();
System.out.println("value= " + s);
}
}
例子二：没有使用泛型
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class Test2{
private Object ob; // 定义一个通用类型成员
public Test2(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public Object getOb() {
return ob;
}
public void setOb(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public void showTyep() {
System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
}
}
public class TestDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 定义类Gen2的一个Integer版本
Test2 intOb = new Test2(new Integer(88));
intOb.showTyep();
int i = (Integer) intOb.getOb();
System.out.println("value= " + i);
System.out.println("---------------------------------");
// 定义类Gen2的一个String版本
Test2 strOb = new Test2("Hello Gen!");
strOb.showTyep();
String s = (String) strOb.getOb();
System.out.println("value= " + s);
}
}
运行结果：
两个例子运行Demo结果是相同的,控制台输出结果如下：
T的实际类型是:
java.lang.Integer
value= 88
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T的实际类型是: java.lang.String
value= Hello Gen!
Process finished with exit code 0
看明白这个，以后基本的泛型应用和代码阅读就不成问题了。
深入泛型
深入泛型
原始代码
有两个类如下，要构造两个类的对象，并打印出各自的成员x。
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public class StringDemo {
private String x;
public StringDemo(String x) {
this.x = x;
}
public String getX() {
return x;
}
public void setX(String x) {
this.x = x;
}
}
public class DoubleDemo {
private Double x;
public DoubleDemo(Double x) {
this.x = x;
}
public Double getX() {
return x;
}
public void setX(Double x) {
this.x = x;
}
}
重构
因为上面的类中，成员和方法的逻辑都一样，就是类型不一样，因此考虑重构。Object是所有类的父类，因此可以考虑用Object做为成员类型，这样就可以实现通用了，实际上就是“Object泛型”，暂时这么称呼。
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public class ObjectDemo {
private Object x;
public ObjectDemo(Object x) {
this.x = x;
}
public Object getX() {
return x;
}
public void setX(Object x) {
this.x = x;
}
}
写出Demo方法如下：
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public class ObjectDemoDemo {
public static void main(String args[]) {
ObjectDemo strDemo = new ObjectDemo(new StringDemo("Hello Generics!"));
ObjectDemo douDemo = new ObjectDemo(new DoubleDemo(new Double("33")));
ObjectDemo objDemo = new ObjectDemo(new Object());
System.out.println("strFoo.getX=" + (StringDemo) strDemo.getX());
System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleDemo) douDemo.getX());
System.out.println("objFoo.getX=" + objDemo.getX());
}
}
运行结果如下：
strDemo.getX=StringDemo@5d748654
douDemo.getX=DoubleDemo@d1f24bb
objDemo.getX=java.lang.Object@19821f
解说：在Java 5之前，为了让类有通用性，往往将参数类型、返回类型设置为Object类型，当获取这些返回类型来使用时候，必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口，然后才可以调用对象上的方法。
实现
强制类型转换很麻烦，我还要事先知道各个Object具体类型是什么，才能做出正确转换。否则，要是转换的类型不对，比如将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，可是运行的时候就挂了。那有没有不强制转换的办法----有，改用 Java5泛型来实现。
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class GenericsTest<T> {
private T x;
public GenericsTest(T x) {
this.x = x;
}
public T getX() {
return x;
}
public void setX(T x) {
this.x = x;
}
}
public class GenericsTestDemo {
public static void main(String args[]) {
GenericsTest<String> strFoo = new GenericsTest<String>("Hello Generics!");
GenericsTest<Double> douFoo = new GenericsTest<Double>(new Double("33"));
GenericsTest<Object> objFoo = new GenericsTest<Object>(new Object());
System.out.println("strTest.getX=" + strTest.getX());
System.out.println("douTest.getX=" + douTest.getX());
System.out.println("objTest.getX=" + objTest.getX());
}
}
运行结果：
strTest.getX=Hello Generics!
douTest.getX=33.0
objTest.getX=java.lang.Object@19821f
和使用“Object泛型”方式实现结果的完全一样，但是这个Demo简单多了，里面没有强制类型转换信息。
下面解释一下上面泛型类的语法：
使用<T>来声明一个类型持有者名称，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。
当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。
class GenericsTest<T> 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上相当于Object类型，实际上相当于 class GenericsTest<T extends Object>。
与Object泛型类相比，使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候，可以使用“<实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。类如
GenericsTest<Double> douTest=new GenericsTest<Double>(new Double("33"));
当然，也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型，但是你在使用该对象的时候，就需要强制转换了。比如：GenericsTest douTest=new GenericsTest(new Double("33"));
实际上，当构造对象时不指定类型信息的时候，默认会使用Object类型，这也是要强制转换的原因.
高级应用
限制泛型
在上面的例子中，由于没有限制class GenericsTest<T>类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做：
class GenericsTest<T extends Collection>，这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。
注意：<T extends Collection>这里的限定使用关键字extends，后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。
下面继续对上面的例子改进，我只要实现了集合接口的类型：
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public class CollectionGenTest<T extends Collection> {
private T x;
public CollectionGenTest(T x) {
this.x = x;
}
public T getX() {
return x;
}
public void setX(T x) {
this.x = x;
}
}
实例化的时候可以这么写：
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public class CollectionGenTestDemo {
public static void main(String args[]) {
CollectionGenTest<ArrayList> listTest= null;
listTest = new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
// 需要将CollectionGenTest<Collection>改为CollectionGenTest<ArrayList>
// CollectionGenTest<Collection> listTest = null;
// listTest=new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
System.out.println("实例化成功!");
}
}
当前看到的这个写法是可以编译通过，并运行成功。可是注释掉的两行加上就出错了，因为<T extends Collection>这么定义类型的时候，就限定了构造此类实例的时候T是确定的一个类型，这个类型实现了Collection接口，但是实现 Collection接口的类很多很多，如果针对每一种都要写出具体的子类类型，那也太麻烦了，我干脆还不如用Object通用一下。别急，泛型针对这种情况还有更好的解决方案，那就是“通配符泛型”。
多接口限制
虽然Java泛型简单的用 extends 统一的表示了原有的 extends 和 implements 的概念，但仍要遵循应用的体系，Java 只能继承一个类，但可以实现多个接口，所以你的某个类型需要用 extends 限定，且有多种类型的时候，只能存在一个是类，并且类写在第一位，接口列在后面，也就是：
<T extends SomeClass & interface1 & interface2 & interface3>
这里的例子仅演示了泛型方法的类型限定，对于泛型类中类型参数的限制用完全一样的规则，只是加在类声明的头部，如：
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public class Demo<T extends Comparable & Serializable> {
// T类型就可以用Comparable声明的方法和Seriablizable所拥有的特性了
}
通配符泛型
为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点，引入了“通配符泛型”，针对上面的例子，使用通配泛型格式为<? extends Collection>，“？”代表未知类型，这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式可以写为：
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public class CollectionGenTestDemo {
public static void main(String args[]) {
CollectionGenTest<ArrayList> listTest = null;
listTest= new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
// CollectionGenTest<Collection> listTest = null;
// listTest=new CollectionGenTest<ArrayList>(new ArrayList());
System.out.println("实例化成功!");
}
}
注意：
1、如果只指定了<?>，而没有extends，则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。
2、通配符泛型不单可以向下限制，如<? extends Collection>，还可以向上限制，如<? super Double>，表示类型只能接受Double及其上层父类类型，如Number、Object类型的实例。
3、泛型类定义可以有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还可以定义泛型接口，泛型方法。这些都与泛型类中泛型的使用规则类似。
泛型方法编辑
是否拥有泛型方法，与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值前。如:
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public class ExampleA {
public <T> void f(T x) {
System.out.println(x.getClass().getName());
}
public static void main(String[] args) {
ExampleA ea = new ExampleA();
ea.f(" ");
ea.f(10);
ea.f('a');
ea.f(ea);
}
}
输出结果：
java.lang.String
java.lang.Integer
java.lang.Character
ExampleA
使用泛型方法时，不必指明参数类型，编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。
需要注意，一个static方法，无法访问泛型类的类型参数，所以，若要static方法需要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。
比如：
public class Demo{
public static <T> T test(T a){
return a;
}
}
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