JAVA总结--泛型

泛型 ：程序设计语言的一种特性；将类型参数化；

　　　　特征：凡是涉及到强制类型转化的地方，使用泛型均会编译出现问题；泛型仅仅在编译时进行校验，使用泛型的对象，其本质的类型依然不变；

　　　　ps：不存在泛型数组

一、出现泛型的原因

 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); //
             System.out.println("name:" + name);
         }
     }
 }

位置//1编译阶段正常，而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常

在如上的编码过程中，我们发现主要存在两个问题：

1.当我们将一个对象放入集合中，集合不会记住此对象的类型，当再次从集合中取出此对象时，改对象的编译类型变成了Object类型，但其运行时类型任然为其本身类型。

2.因此，位置//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型，且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。

那么有没有什么办法可以使集合能够记住集合内元素各类型，且能够达到只要编译时不出现问题，运行时就不会出现“java.lang.ClassCastException”异常呢？答案就是使用泛型。

二、泛型引入

 public class GenericTest {

     public static void main(String[] args) {

         List<String> list = new ArrayList<String>();
         list.add("qqyumidi");
         list.add("corn");
         //list.add(100);   // 1  提示编译错误

         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
             String name = list.get(i); //
             System.out.println("name:" + name);
         }
     }
 }

采用泛型写法后，在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误，通过List<String>，直接限定了list集合中只能含有String类型的元素，

从而在//2处无须进行强制类型转换，因为此时，集合能够记住元素的类型信息，编译器已经能够确认它是String类型了。

结合上面的泛型定义，我们知道在List<String>中，String是类型实参，也就是说，相应的List接口中肯定含有类型形参。

且get()方法的返回结果也直接是此形参类型（也就是对应的传入的类型实参）。

下面就来看看List接口的的具体定义：

 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);
 }

 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);
     }

     //...省略掉其他具体的定义过程

 }

在List接口中采用泛型化定义之后，<E>中的E表示类型形参，可以接收具体的类型实参，并且此接口定义中，凡是出现E的地方均表示相同的接受自外部的类型实参。

三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法

泛型可以分为泛型接口、泛型类和泛型方法；

1、泛型类与泛型方法例子：

 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、泛型类和泛型方法的定义过程中，我们常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参，由于接收来自外部使用时候传入的类型实参。

2、传入不同类型，其对象实例的类型未发生变化

 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

     }

 }

在使用泛型类时，虽然传入了不同的泛型实参，但并没有真正意义上生成不同的类型，我们仅仅在逻辑上可以理解成多个不同的泛型类型；

在编译过程中，对于正确检验泛型结果后，会将泛型的相关信息擦出，也就是说，成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。泛型信息不会进入到运行时阶段。

即，泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型，实际上都是相同的基本类型；

四、通配符的出现

1、Box<Number>和Box<Integer>实际上都是Box类型，但是，相互之间并不是父子关系；

 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);   //

     }

     public static void getData(Box<Number> data){
         System.out.println("data :" + data.getData());
     }

 }

 public class GenericTest {

     public static void main(String[] args) {

         Box<Integer> a = new Box<Integer>(712);
         Box<Number> b = a;  //
         Box<Float> f = new Box<Float>(3.14f);
         b.setData(f);        //

     }

     public static void getData(Box<Number> data) {
         System.out.println("data :" + data.getData());
     }

 }

显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。

假设Box<Number>在逻辑上可以视为Box<Integer>的父类，那么//1和//2处将不会有错误提示了，那么问题就出来了，通过getData()方法取出数据时到底是什么类型呢？Integer? Float? 还是Number？

且由于在编程过程中的顺序不可控性，导致在必要的时候必须要进行类型判断，且进行强制类型转换。

这种问题的解决方式就是类型通配符

2、类型通配符

 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());
     }

 }

 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); //
         getUpperNumberData(age);    //
         getUpperNumberData(number); //
     }

     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());
     }

 }

在代码//1处调用将出现错误提示，而//2 //3处调用正常。

类型通配符上限通过形如Box<? extends Number>形式定义，相对应的，类型通配符下限为Box<? super Number>形式，其含义与类型通配符上限正好相反；