Java 泛型（一） 泛型使用基础

泛型Generics

　　

　　所谓泛型，就是变量类型的参数化。

　　泛型是JDK1.5中一个最重要的特征。通过引入泛型，我们将获得编译时类型的安全和运行时更小的抛出ClassCastException的可能。

　　在JDK1.5中，你可以声明一个集合将接收/返回的对象的类型。

　　使用泛型时如果不指明参数类型，即泛型类没有参数化，会提示警告，此时类型为Object。

 

为什么使用泛型

　　使用泛型的典型例子，是在集合中的泛型使用。

　　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。

　　比如：

List myIntList = new LinkedList(); // 1

myIntList.add(new Integer(0)); // 2

Integer x = (Integer) myIntList.iterator().next(); // 3   

　　第三行的这个强制类型转换可能会引起运行时的错误。

　　泛型的思想就是由程序员指定类型，这样集合就只能容纳该类型的元素。

　　使用泛型：

List<Integer> myIntList = new LinkedList<Integer>(); // 1'

myIntList.add(new Integer(0)); // 2'

Integer x = myIntList.iterator().next(); // 3'

　　将第三行的强制类型转换变为了第一行的List类型说明，编译器会为我们检查类型的正确性。这样，代码的可读性和健壮性也会增强。

 

泛型使用基础

　　例如：

public interface List <E> 
{
    void add(E x);
    Iterator<E> iterator();
}

public interface Iterator<E> 
{
    E next();
    boolean hasNext();
}

 

　　尖括号中包含的是形式类型参数（formal type parameters），它们就如同一般的类型一样，可以在整个类的声明中被使用。

　　当类被使用时，会使用具体的实际类型参数（actual type argument）代替。

　　比如前面的例子中的List<Integer>，那么所有的E将会被Integer类型所代替。

　　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。

　　形式类型参数的命名：尽量使用单个的大写字母（有时候多个泛型类型时会加上数字，比如T1，T2），比如许多容器集合使用E，代表element（元素），Map中用K代表键keys，V代表值。

 

泛型容器的实现讨论

　　不能用new的形式来创建一个泛型数组。 

　　如下：

public class SimpleCollection<T>
{
   private T[] objArr;
   private int index = 0;

   public SimpleCollection()
   {
      //Error: Cannot create a generic array of T
      objArr = new T[10];   
   }
}

　　会报错。

 

　　如何创建一个数组让它接受所有可能的类型呢?

public class SimpleCollection<T>
{
    private T[] objArr;
    
    private int index = 0;
    public SimpleCollection()
    {
        //Error: Cannot create a generic array of T
        //objArr = new T[10];
        
        //Warning: Unchecked cast from Object[] to T[]
        objArr = (T[]) new Object[10];
        
    }

}

 

　　这个形式虽然可以做到，但是会产生一个警告。

　　查看ArrayList中的实现，可以发现它是使用了一个Object类型的数组：

private transient Object[] elementData;

 

　　在取出的时候（get方法中）使用了类型转换：

(E) elementData[index];

 

泛型和子类

List<String> ls = new ArrayList<String>(); // 1

List<Object> lo = ls; // 2

 

　　一个String类型的List是一个Object类的List吗？

　　不可以，Java编译器将会在第二行产生一个编译错误，因为它们的类型不匹配。

　　这样就避免了如果lo引入加入Object类型的对象，而ls引用试图将其转换为String类型而引发错误。所以编译器阻止了这种可能。

 

继承泛型类别

　　直接用例子说明：

　　父类：

public class Parent<T1,T2>
{
    private T1 foo1;
    private T2 foo2;
    
    public T1 getFoo1()
    {
        return foo1;
    }
    public void setFoo1(T1 foo1)
    {
        this.foo1 = foo1;
    }
    public T2 getFoo2()
    {
        return foo2;
    }
    public void setFoo2(T2 foo2)
    {
        this.foo2 = foo2;
    }    

}

 

　　子类继承父类：

public class Child<T1, T2, T3> extends Parent<T1, T2>
{
    private T3 foo3;

    public T3 getFoo3()
    {
        return foo3;
    }

    public void setFoo3(T3 foo3)
    {
        this.foo3 = foo3;
    }
    
}

 

实现泛型接口

　　见例子：

　　泛型接口：

public interface ParentInterface<T1,T2>
{
    public void setFoo1(T1 foo1);
    public void setFoo2(T2 foo2);
    public T1 getFoo1();
    public T2 getFoo2();

}

　　子类实现泛型接口：

public class ChildClass<T1,T2> implements ParentInterface<T1, T2>
{
    private T1 foo1;
    private T2 foo2;
    
    @Override
    public void setFoo1(T1 foo1)
    {
        this.foo1 = foo1;
        
    }
    @Override
    public void setFoo2(T2 foo2)
    {
        this.foo2 = foo2;
    }
    @Override
    public T1 getFoo1()
    {
        return this.foo1;
    }
    @Override
    public T2 getFoo2()
    {
        return this.foo2;
    }

}

 

参考资料：

　　圣思园张龙老师Java SE视频教程。

　　The Java Tutorials : Lesson: Generics (Updated)

　　http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/index.html

　　Lesson: Generics

　　http://docs.oracle.com/javase/tutorial/extra/generics/index.html