在之前的文章中分析過(guò)了多態(tài)省古，可以知道多態(tài)本身是一種泛化機(jī)制，它通過(guò)基類或者接口來(lái)設(shè)計(jì)份乒，使程序擁有一定的靈活性杀怠，但是這種通過(guò)基類或者接口實(shí)現(xiàn)的靈活性對(duì)程序來(lái)說(shuō)約束性還是太強(qiáng)了椰憋。我們總是希望編寫(xiě)出更加通用的代碼，而不是限于某個(gè)基類或者接口驮肉，所以在java5是推出了泛型的概念熏矿。
泛型類型
泛型術(shù)語(yǔ)的意思是“適用于許多的類型”，它的目的是希望類和方法可以具備最廣泛的表達(dá)能力离钝。個(gè)人認(rèn)為可以從通用程序和持有對(duì)象兩個(gè)方面來(lái)理解泛型票编，就像在書(shū)寫(xiě)的代碼時(shí)，程序很有可能會(huì)要求我們持有一些對(duì)象卵渴，這些對(duì)象并沒(méi)有固定指哪一個(gè)類型慧域，在缺失泛型的情況下，我們有幾種設(shè)計(jì)方法浪读，比如使用多態(tài)性昔榴、或者直接持有一個(gè)Object對(duì)象、又或者選擇一一針對(duì)來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)程序碘橘，很明顯互订，多態(tài)性的限制在基類或者接口上，Object對(duì)象雖然也能達(dá)到效果卻很不安全痘拆，而一一對(duì)應(yīng)則會(huì)產(chǎn)生極多的重復(fù)代碼仰禽，在java1.5之后，我們可以通過(guò)泛型來(lái)優(yōu)雅的設(shè)計(jì)出滿足需求的程序纺蛆。
就像編寫(xiě)一個(gè)容器類我們希望它可以被特化為包含任何特定種類的對(duì)象吐葵，并且對(duì)于每個(gè)隊(duì)列對(duì)象，我們都可以定義它要保存對(duì)象類型桥氏。如下所示：
/**
***泛型示例
**/
class Generic<T>{
private T type;
public Generic(T type){
this.type = type;
}
public T getType() {
return type;
}
public void setType(T type) {
this.type = type;
}
}
這個(gè)類Generic<T>的聲明就是泛型聲明温峭，表示Generic<T>是一個(gè)泛型類，其中T就是那個(gè)我們可以定義的保存的類型字支，被稱為類型變量凤藏。類型變量可以用單個(gè)字母來(lái)命名如：E指的元素Element奸忽，K指的鍵key，V指的值value清笨，T指的類型Type月杉。
創(chuàng)建的這個(gè)對(duì)象的時(shí)候則需要告訴編譯器我們制定的類型T刃跛，如：Generic<String> strCell = new Generic<String>("hello");抠艾、Generic<Integer> intCell = new Generic<Integer>();，
可以看到對(duì)于兩個(gè)引用strCell和intCell我們指定了兩個(gè)不同的類型String和Integer桨昙，但是兩個(gè)引用的類型其實(shí)是一樣的检号，如下所示：
public static void main(String[] arrg0){
Generic<String> strCell = new Generic<String>("hello");
Generic<Integer> intCell = new Generic<Integer>(0);
boolean same = strCell.getClass() == intCell.getClass();
System.out.println("--same = "+same);
}
輸出：
--same = true
這是因?yàn)榉盒偷念愋蛥?shù)只是聲明了要被構(gòu)造的對(duì)象信息，使得編譯器可以檢查輸入的類型是否正確蛙酪，編譯器會(huì)使用最泛化的對(duì)象（通常是Object）來(lái)表示類型參數(shù)齐苛，然后適用強(qiáng)制裝換保證程序的正確性，所以運(yùn)行期的對(duì)象沒(méi)有類型參數(shù)的信息桂塞。因?yàn)樽允贾两K都只是這一個(gè)類Generic被定義凹蜂，，所以調(diào)用靜態(tài)方法的時(shí)候時(shí)沒(méi)有T的類型信息的阁危，即如果存在類型參數(shù)T的泛型類玛痊，在它的內(nèi)部不能將T用在靜態(tài)區(qū)域，
如靜態(tài)字段狂打，靜態(tài)方法擂煞，靜態(tài)代碼塊中。這個(gè)結(jié)論也指出了類型參數(shù)的使用范圍：可以出現(xiàn)在放置具體類名的非靜態(tài)的聲明中趴乡，如字段聲明对省，方法返回類型，參數(shù)列表晾捏，局部變量蒿涎，嵌套類型聲明，除了創(chuàng)建類型E或者數(shù)組T[]惦辛。
對(duì)于不能創(chuàng)建具體的對(duì)象或數(shù)組對(duì)象劳秋，和不能擁有類型為T(mén)的靜態(tài)字段是同一個(gè)道理，單一的類只有單一的toArray定義裙品，編譯器必須在編譯期確定將要?jiǎng)?chuàng)建那些類型對(duì)象或數(shù)組的代碼俗批，但是我們并不知道T具體是什么類型，只靠Generic類是無(wú)法完成這個(gè)功能的市怎。如果非要在其中創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象或數(shù)組岁忘，可以考慮用反射機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，這部分后面會(huì)有提到区匠。
邊界
在Generic<T>中干像，雖然類型參數(shù)T可以指定任何想要的引用類型帅腌，但是，有時(shí)候我們也需要為參數(shù)類型定義某些限制麻汰，例如：
class SortedCollection<T extends Comparable<T>>{
/**
* method in here
*/
}
在這個(gè)類中速客，T extends Comparable<T>表明我們需要傳入的類型參數(shù)需要實(shí)現(xiàn)Comparable接口，不然類內(nèi)部的使用了compareTo方法的地方可能出錯(cuò)或者無(wú)法達(dá)到我們預(yù)期的效果五鲫。其中Comparable接口為T的上界溺职，T則是一個(gè)有界的類型參數(shù)。這里解釋一下這個(gè)extends位喂，這里并不單單表示繼承浪耘，它擴(kuò)展為繼承，實(shí)現(xiàn)的意思塑崖。在《Java程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》中的原話有寫(xiě)道：類型邊界可以通過(guò)以下方式來(lái)表示這樣的多重依賴關(guān)系：聲明類型參數(shù)擴(kuò)展了一個(gè)類或接口七冲，并在后面跟隨一個(gè)由&分隔的其他必須實(shí)現(xiàn)的接口的列表。
既然有泛型類规婆，那么就會(huì)涉及到內(nèi)部類的問(wèn)題澜躺，比如一個(gè)類中嵌套了一個(gè)泛型類型，那么會(huì)有什么特別的地方么抒蚜？這種情況就是嵌套泛型類型了掘鄙。
嵌套泛型類型
就像在之前梳理的內(nèi)部類中，嵌套一個(gè)泛型類型也有幾種情況削锰，如普通內(nèi)部泛型類通铲、靜態(tài)內(nèi)部泛型類、匿名內(nèi)部泛型類器贩。這里靜態(tài)內(nèi)部泛型類也會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題颅夺，代碼如下：
class Generic<T>{
private InnerClass<T> inner;
public InnerClass<T> getInner(){
return inner;
}
static class InnerClass<T>{
private T name;
public T getName(){
return name;
}
public void setName(T name){
this.name = name;
}
}
}
在上面這部分代碼中，泛型類作為一個(gè)靜態(tài)類被嵌套在Generic類中蛹稍，這里需要注意的是外部的Generic<T>和內(nèi)部的InnerClass<T>中吧黄，兩個(gè)類型T的意義是不一樣的，雖然說(shuō)都只是用了相同的字母T表示唆姐，很簡(jiǎn)單的道理拗慨，因?yàn)殪o態(tài)內(nèi)部類不需要外部類對(duì)象的引用就可以直接創(chuàng)建對(duì)象，所以這個(gè)InnerClass<T>中的類型跟外圍類中的類型T并不關(guān)聯(lián)奉芦。
這里提一下赵抢，如果兩個(gè)類型不一樣，那么盡量不要用一樣的類型T來(lái)代表声功。其他的內(nèi)部泛型類因?yàn)橐蕾囉谕鈬惖囊梅橙矗吹故菦](méi)有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樵谕獠恳呀?jīng)有聲明為泛型類型之后先巴，內(nèi)部類是可以訪問(wèn)到這個(gè)作用字段的其爵。
使用泛型類型
使用泛型類型的時(shí)候冒冬，我們需要為類型參數(shù)指定我們需要的類型，例如上面的Generic<String> generic = new Generic<String>();,我們?yōu)轭愋蛥?shù)T指定的類型就是String摩渺。同理简烤，如果有多個(gè)類型參數(shù)，那么就需要為每一個(gè)類型參數(shù)指定一個(gè)類型摇幻『嵴欤看起來(lái)這是個(gè)很容易的問(wèn)題，就像剛剛指定的String類型一樣囚企，符合我們使用要求就好了丈咐，但是考慮到繼承機(jī)制瑞眼，比如我們指定的類型T是父類如Number龙宏，那么另一個(gè)指定為它的子類Integer的泛型類型能不能代入父類Number指定的程序中呢？
public static double count(ArrayList<Number> numberList){
double count = 0;
for(Number num :numberList){
count += num.doubleValue();
}
return count;
}
這這個(gè)方法中伤疙，我們需要傳入一個(gè)ArrayList<Number>類型的參數(shù)银酗，在代碼中試一下ArrayList<Integer>可以看到會(huì)報(bào)錯(cuò)，提示：The method count(ArrayList<Number>) in the type GenericDemo is not applicable for the arguments (ArrayList<Integer>)徒像。這就說(shuō)明泛型類型中指定的類型T只是代表了T類型的泛型類型黍特，和它的子類是沒(méi)有關(guān)系的，即ArrayList<Integer>并不是ArrayList<Number>的子類型锯蛀，這和數(shù)組不一樣灭衷，數(shù)組中Integer[]是Number[]的子類型。那么又有問(wèn)題了旁涤，如果我們程序中有需要這樣一個(gè)Number的子類怎么辦翔曲？
這里就需要引入一個(gè)概念，即通配符“?”劈愚，通過(guò)通配符就可以很好的完成我們的設(shè)計(jì)瞳遍，就像上面的方法，我們只需要修改一下就可以適用于ArrayList<Integer>,代碼如下：
public static double count(ArrayList<? extends Number> numberList){
double count = 0;
for(Number num :numberList){
count += num.doubleValue();
}
return count;
}
在這里菌羽，通配符表示我們可以使用任意的類型掠械，只要它是Number或者它的子類，這里的? extends Number 表示以Number為上界的任意類型注祖，包括Number本身猾蒂。既然有上界，對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)下界是晨，即? super Integer表示所有Integer的超類或者接口肚菠。看到這里署鸡，可能會(huì)自然的和有界類型變量相比較案糙，需要注意的是通配符只能存在一個(gè)上界或下界限嫌，但是有界泛型類型是可以有多個(gè)上界的，而且類型參數(shù)是沒(méi)有下界的时捌，例如不能聲明成這樣T super String怒医。在這里一開(kāi)始就使用了邊界，所以可能會(huì)下意識(shí)的以為通配符必須要有邊界奢讨，其實(shí)不然稚叹，
通配符也可以無(wú)界，即直接使用?拿诸，隱式的代表是上界為Object對(duì)象扒袖，即ArrayList<? extends Object>∧堵耄可以看出通配符是泛型中很重要的一點(diǎn)季率，它可以使泛型有效的使用，但是通配符本身還是存在局限性：因?yàn)橥ㄅ浞硎镜氖俏粗臄?shù)據(jù)類型描沟，那么就無(wú)法使用在已知的數(shù)據(jù)類型的時(shí)候飒泻。例如：
ArrayList<?> list = new ArrayList<String>();
list.add("test");
ArrayList<? extends Number> list1 = new ArrayList<Integer>();
list1.add(1);
在上面的代碼中我為list添加了一個(gè)test字符串，但是編譯器會(huì)提示錯(cuò)誤：The method add(capture#1-of ?) in the type ArrayList<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (String)吏廉。而list1.add(1)這里泞遗，可能會(huì)有人很疑惑，明明加進(jìn)去的是屬于Number類型的席覆，為什么還是不行史辙？這是因?yàn)樵谑褂梅盒蜁r(shí)，編譯器和運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)都不知道你想用的類型是什么佩伤，我們不能把傳入的Number或它的子類泛化成Number聊倔。這其實(shí)是合理的，因?yàn)閭鬟M(jìn)來(lái)的是未知類型,我們無(wú)法把一個(gè)未知類型轉(zhuǎn)成已知的畦戒。不同的是如果是下界有指定方库，那么它是正確的，如下所示：
ArrayList<? super Integer> list1 = new ArrayList<Number>();
list1.add(1);
它會(huì)把傳入的類型保存為Integer障斋。雖然通配符本身表示的是未知類型纵潦，但是一旦使用了之后，編譯器會(huì)把它當(dāng)做一個(gè)具有某種具體類型的變量來(lái)處理垃环，以便編譯器檢查對(duì)他的使用是否正確邀层。這個(gè)未知的具體類型被稱為通配符的捕獲。盡管捕獲可以被當(dāng)做任意類型遂庄，但是不能將通配符類型傳遞給擁有類型變量定義參數(shù)列表的方法中寥院。
雖然通常情況下，我們不希望在使用了List<T>的地方出現(xiàn)List<?>涛目，因?yàn)檫@個(gè)通配符代表的類型和類型參數(shù)代表的類型兼容性未知秸谢。但是有一條規(guī)則可以允許被捕獲的通配符被表示為未知的類型變量T凛澎，即捕獲轉(zhuǎn)換。捕獲轉(zhuǎn)換無(wú)法被應(yīng)用于類型參數(shù)被多個(gè)方法使用的情況估蹄。只有當(dāng)類型變量被定義在頂層泛型類型才可以使用捕獲轉(zhuǎn)換塑煎。最后，我們無(wú)法再任何需要知道通配符類型的地方使用通配符引用臭蚁。
說(shuō)完了泛型類型最铁，接下來(lái)可以看看泛型接口。
泛型接口
和普通的接口類似垮兑，泛型接口本質(zhì)上還是屬于接口冷尉，只是在接口中使用的類型需要在實(shí)際使用中進(jìn)行指定，即當(dāng)一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了這個(gè)泛型接口，那么需要為泛型接口指定具體類型，代碼如下：
class Generic implements IGeneric<String>{
@Override
public String get(String name) {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}
interface IGeneric<T>{
T get(String name);
}
在類Generic實(shí)現(xiàn)接口Igeneric<T>的同時(shí)头谜，為它指定了一個(gè)類型參數(shù)String就可以正常的使用這個(gè)接口了。
目前為止震束，我們看到的泛型都是在類層次上的，現(xiàn)在我們可以看看泛型方法当犯。
泛型方法
在一個(gè)類的內(nèi)部可以定義很多方法，通常情況下我們都會(huì)為方法的參數(shù)列表指定具體的類型割疾，其實(shí)也可以使用泛型嚎卫，將這個(gè)方法的通用型達(dá)到最大，在《Thinking in Java》中的原話是這樣說(shuō)的：無(wú)論何時(shí)宏榕，只要你能做到拓诸，你就應(yīng)該盡量使用泛型方法，這句話說(shuō)明了麻昼，如果可以考泛型方法解決的問(wèn)題奠支，那么就不要使用泛型類，而且對(duì)于一個(gè)靜態(tài)方法而言抚芦，它是無(wú)法訪問(wèn)泛型類內(nèi)部的類型參數(shù)的倍谜，就可以使用泛型方法來(lái)解決泛型的問(wèn)題。例如：
class Generic{
public static <T> T get(T t){
return t;
}
}
在類Generic中的方法get是一個(gè)泛型方法叉抡，它根據(jù)用戶輸入的類型不同而返回不同類型的引用尔崔，實(shí)際使用的時(shí)候，通常也不需要像泛型類一樣指定輸入的類型參數(shù)褥民，編譯器會(huì)自動(dòng)幫我們找到具體的類型季春，即類型參數(shù)推斷。如果把Generic定義成泛型的消返，那么這個(gè)靜態(tài)方法反而無(wú)法獲取類型參數(shù)的信息载弄。當(dāng)然咯耘拇，并不是泛型類和泛型方法兩者是互斥的，它們是可以同時(shí)存在的宇攻。
在這里驼鞭，如果在方法中添加的是基本數(shù)據(jù)類型，編譯器會(huì)自動(dòng)打包成它的包裝類尺碰。
看了這幾部分,下面說(shuō)一下泛型機(jī)制：擦除
擦除：
我們說(shuō)過(guò)很多次挣棕，無(wú)論泛型類型中可以形成多少種參數(shù)化類型，每一個(gè)泛型類型都只有一個(gè)類亲桥。就好像Generic<T>洛心，泛型類型在被擦除后就只剩下一個(gè)不加任何修飾的類名，如Generic题篷，即原始類型词身。類型參數(shù)的擦除就是它的第一個(gè)邊界，如E的擦除是它隱式的上界Object番枚。編譯器通過(guò)擦除為泛型類型生成一個(gè)類定義法严，當(dāng)使用類型參數(shù)的時(shí)候，如果它和通過(guò)擦除生成的類型不一致葫笼，編譯器就會(huì)插入一個(gè)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換來(lái)保證安全性深啤。由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型不是對(duì)象類型，所以在泛型中無(wú)法使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型路星，如果有需要可以使用它的包裝類型溯街。
擦除大體會(huì)在兩個(gè)方面影響我們：
1.運(yùn)行時(shí)擦除
任何在運(yùn)行時(shí)需要知道引用具體的類型都是不允許的，這帶來(lái)的影響主要有一下幾點(diǎn)：
不能創(chuàng)建類型參數(shù)的實(shí)例或者數(shù)組洋丐。
不能創(chuàng)建元素類型是參數(shù)化類型的數(shù)組呈昔，除非用于該參數(shù)化類型的所有引元都是無(wú)界通配符。
不能使用instanceof來(lái)查看類型參數(shù)是否是哪個(gè)實(shí)體類型友绝，除非該參數(shù)化類型的所有引元是無(wú)界通配符堤尾。
涉及到類型參數(shù)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換都會(huì)被替換成它的擦除的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。
catch子句不能捕獲由類型參數(shù)表示的異常
泛型類不允許直接或間接的擴(kuò)展Throwable類
不能在類字面常量的表示中使用泛型類型迁客，即不能使用Generic<String>.class郭宝。
2.重載和覆蓋
過(guò)去我們隊(duì)重載的定義是具有相同名字不同簽名的方法，而覆蓋則是在子類中可以訪問(wèn)到的和超類具有相同名字和相同簽名的方法哲泊。但是在涉及泛型的時(shí)候剩蟀，這些概念需要修改一下,相同的簽名則變成相同數(shù)量的類型變量，且相同的類型變量的邊界一樣切威。下面考慮一下覆蓋育特，
我們要做的是覆蓋等價(jià)的簽名，而不是要求相同的簽名，即 當(dāng)兩個(gè)方法的簽名相同時(shí)缰冤，或他們的擦除相同時(shí)犬缨，才具有等價(jià)性。如果在一個(gè)類或接口中棉浸，有兩個(gè)方法它的簽名具有等價(jià)性怀薛，并且名字相同則會(huì)報(bào)錯(cuò)，套用到子類中迷郑，則是如果兩個(gè)簽名等價(jià)枝恋，名字相同的方法就會(huì)隱式的覆蓋父類的方法。
可以看到嗡害，最后一部分并沒(méi)有例子附上焚碌，只扔了一些理論和結(jié)論在這里，如果有興趣霸妹，可以自己思考一下每一點(diǎn)為什么是這樣的十电。個(gè)人而言，其實(shí)也有些不懂的地方叹螟，文中有錯(cuò)誤的地方請(qǐng)幫忙指正鹃骂，，萬(wàn)分感謝~
