現(xiàn)在開始深入學(xué)習(xí)java的泛型了灭红,以前一直只是在集合中簡單的使用泛型,根本就不明白泛型的原理和作用口注。泛型在java中变擒,是一個十分重要的特性,所以要好好的研究下寝志。
一娇斑、泛型的基本概念
泛型的定義:泛型是JDK 1.5的一項新特性,它的本質(zhì)是參數(shù)化類型(Parameterized Type)的應(yīng)用材部,也就是說所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個參數(shù)毫缆,在用到的時候在指定具體的類型。這種參數(shù)類型可以用在類乐导、接口和方法的創(chuàng)建中苦丁,分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法物臂。
泛型思想早在C++語言的模板(Templates)中就開始生根發(fā)芽芬骄,在Java語言處于還沒有出現(xiàn)泛型的版本時,只能通過Object是所有類型的父類和類型強制轉(zhuǎn)換兩個特點的配合來實現(xiàn)類型泛化鹦聪。例如在哈希表的存取中,JDK 1.5之前使用HashMap的get()方法蒂秘,返回值就是一個Object對象泽本,由于Java語言里面所有的類型都繼承于java.lang.Object,那Object轉(zhuǎn)型為任何對象成都是有可能的姻僧。但是也因為有無限的可能性规丽,就只有程序員和運行期的虛擬機(jī)才知道這個Object到底是個什么類型的對象。在編譯期間撇贺,編譯器無法檢查這個Object的強制轉(zhuǎn)型是否成功赌莺,如果僅僅依賴程序員去保障這項操作的正確性,許多ClassCastException的風(fēng)險就會被轉(zhuǎn)嫁到程序運行期之中松嘶。
泛型技術(shù)在C#和Java之中的使用方式看似相同艘狭,但實現(xiàn)上卻有著根本性的分歧,C#里面泛型無論在程序源碼中翠订、編譯后的IL中(Intermediate Language巢音,中間語言,這時候泛型是一個占位符)或是運行期的CLR中都是切實存在的尽超,List<int>與List<String>就是兩個不同的類型官撼,它們在系統(tǒng)運行期生成,有自己的虛方法表和類型數(shù)據(jù)似谁,這種實現(xiàn)稱為類型膨脹傲绣,基于這種方法實現(xiàn)的泛型被稱為真實泛型掠哥。
Java語言中的泛型則不一樣,它只在程序源碼中存在秃诵,在編譯后的字節(jié)碼文件中续搀,就已經(jīng)被替換為原來的原始類型(Raw Type,也稱為裸類型)了顷链,并且在相應(yīng)的地方插入了強制轉(zhuǎn)型代碼目代,因此對于運行期的Java語言來說,ArrayList<int>與ArrayList<String>就是同一個類嗤练。所以說泛型技術(shù)實際上是Java語言的一顆語法糖榛了,Java語言中的泛型實現(xiàn)方法稱為類型擦除,基于這種方法實現(xiàn)的泛型被稱為偽泛型煞抬。(類型擦除在后面在學(xué)習(xí))
使用泛型機(jī)制編寫的程序代碼要比那些雜亂的使用Object變量霜大,然后再進(jìn)行強制類型轉(zhuǎn)換的代碼具有更好的安全性和可讀性。泛型對于集合類來說尤其有用革答。
泛型程序設(shè)計(Generic Programming)意味著編寫的代碼可以被很多不同類型的對象所重用战坤。
實例分析:
在JDK1.5之前,Java泛型程序設(shè)計是用繼承來實現(xiàn)的残拐。因為Object類是所用類的基類途茫,所以只需要維持一個Object類型的引用即可。就比如ArrayList只維護(hù)一個Object引用的數(shù)組:
public class ArrayList//JDK1.5之前的
{
public Object get(int i){......}
public void add(Object o){......}
......
private Object[] elementData;
}
這樣會有兩個問題:
1溪食、沒有錯誤檢查囊卜,可以向數(shù)組列表中添加類的對象
2、在取元素的時候错沃,需要進(jìn)行強制類型轉(zhuǎn)換
這樣栅组,很容易發(fā)生錯誤,比如:
/*jdk1.5之前的寫法枢析,容易出問題/
ArrayList arrayList1=new ArrayList();
arrayList1.add(1);
arrayList1.add(1L);
arrayList1.add("asa");
int i=(Integer) arrayList1.get(1);//因為不知道取出來的值的類型玉掸,類型轉(zhuǎn)換的時候容易出錯
這里的第一個元素是一個長整型,而你以為是整形醒叁,所以在強轉(zhuǎn)的時候發(fā)生了錯誤司浪。
所以。在JDK1.5之后辐益,加入了泛型來解決類似的問題断傲。例如在ArrayList中使用泛型:
/** jdk1.5之后加入泛型*/
ArrayList<String> arrayList2=new ArrayList<String>(); //限定數(shù)組列表中的類型
// arrayList2.add(1); //因為限定了類型,所以不能添加整形
// arrayList2.add(1L);//因為限定了類型智政,所以不能添加整長形
arrayList2.add("asa");//只能添加字符串
String str=arrayList2.get(0);//因為知道取出來的值的類型认罩,所以不需要進(jìn)行強制類型轉(zhuǎn)換
還要明白的是,泛型特性是向前兼容的续捂。盡管 JDK 5.0 的標(biāo)準(zhǔn)類庫中的許多類垦垂,比如集合框架宦搬,都已經(jīng)泛型化了,但是使用集合類(比如 HashMap 和 ArrayList)的現(xiàn)有代碼可以繼續(xù)不加修改地在 JDK 1.5 中工作劫拗。當(dāng)然间校,沒有利用泛型的現(xiàn)有代碼將不會贏得泛型的類型安全的好處。
在學(xué)習(xí)泛型之前页慷,簡單介紹下泛型的一些基本術(shù)語憔足,以ArrayList<E>和ArrayList<Integer>做簡要介紹:
整個成為ArrayList<E>泛型類型
ArrayList<E>中的 E稱為類型變量或者類型參數(shù)
整個ArrayList<Integer> 稱為參數(shù)化的類型
ArrayList<Integer>中的integer稱為類型參數(shù)的實例或者實際類型參數(shù)
·ArrayList<Integer>中的<Integer>念為typeof Integer
ArrayList稱為原始類型
二、泛型的使用
泛型的參數(shù)類型可以用在類酒繁、接口和方法的創(chuàng)建中滓彰,分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法州袒。下面看看具體是如何定義的揭绑。
1、泛型類的定義和使用
一個泛型類(generic class)就是具有一個或多個類型變量的類郎哭。定義一個泛型類十分簡單他匪,只需要在類名后面加上<>,再在里面加上類型參數(shù):
public static <T> ArrayList<T> empty() {
return new ArrayList<>();
}
public static <K, V> HashMap<K, V> emptyHashMap() {
return new HashMap<>();
}
現(xiàn)在我們就可以使用這個泛型類了:
List<Map<String, Object>> list= ListUtil.empty();
2夸研、泛型接口的定義和使用
定義泛型接口和泛型類差不多邦蜜,看下面簡單的例子:
interface Show<T,U>{
void show(T t,U u);
}
class ShowTest implements Show<String,Date>{
@Override
public void show(String str,Date date) {
System.out.println(str);
System.out.println(date);
}
}
測試一下:
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
ShowTest showTest=new ShowTest();
showTest.show("Hello",new Date());
}
3、泛型方法的定義和使用
泛型類在多個方法簽名間實施類型約束亥至。在 List<V> 中畦徘,類型參數(shù) V 出現(xiàn)在 get()、add()抬闯、contains() 等方法的簽名中。當(dāng)創(chuàng)建一個 Map<K, V> 類型的變量時关筒,您就在方法之間宣稱一個類型約束溶握。您傳遞給 add() 的值將與 get() 返回的值的類型相同。
類似地蒸播,之所以聲明泛型方法睡榆,一般是因為您想要在該方法的多個參數(shù)之間宣稱一個類型約束。
舉個簡單的例子:
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
String str=get("Hello", "World");
System.out.println(str);
}
public static <T, U> T get(T t, U u) {
if (u != null)
return t;
else
return null;
}
三袍榆、泛型變量的類型限定
在上面胀屿,我們簡單的學(xué)習(xí)了泛型類、泛型接口和泛型方法包雀。我們都是直接使用<T>這樣的形式來完成泛型類型的聲明宿崭。
有的時候,類才写、接口或方法需要對類型變量加以約束葡兑〗甭看下面的例子:
有這樣一個簡單的泛型方法:
public static <T> T get(T t1,T t2) {
if(t1.compareTo(t2)>=0);//編譯錯誤
return t1;
}
因為,在編譯之前讹堤,也就是我們還在定義這個泛型方法的時候吆鹤,我們并不知道這個泛型類型T,到底是什么類型洲守,所以疑务,只能默認(rèn)T為原始類型Object。所以它只能調(diào)用來自于Object的那幾個方法梗醇,而不能調(diào)用compareTo方法知允。
可我的本意就是要比較t1和t2,怎么辦呢婴削?這個時候廊镜,就要使用類型限定,對類型變量T設(shè)置限定(bound)來做到這一點唉俗。
我們知道嗤朴,所有實現(xiàn)Comparable接口的方法,都會有compareTo方法虫溜。所以雹姊,可以對<T>做如下限定:
public static <T extends Comparable> T get(T t1,T t2) { //添加類型限定
if(t1.compareTo(t2)>=0);
return t1;
}
類型限定在泛型類、泛型接口和泛型方法中都可以使用衡楞,不過要注意下面幾點:
1吱雏、不管該限定是類還是接口,統(tǒng)一都使用關(guān)鍵字 extends
2瘾境、可以使用&符號給出多個限定巢块,比如
public static <T extends Comparable&Serializable> T get(T t1,T t2)
3吃引、如果限定既有接口也有類,那么類必須只有一個,并且放在首位置
public static <T extends Object&Comparable&Serializable> T get(T t1,T t2)