Java 范型编程

Generics(范型)可以称之为参数类型(parameterized types),由编译器来验证从客户端将一种类型传送给某一对象的机制。如Java.util.ArrayList,编译器可以用Generics来保证类型安全。

1．一个简单的范型示例

    在以前，你可能遇到过这样的代码：

 List list = new LinkedList();

 list.add(“麻省理工”);

 list.add(“普林斯顿”);

 list.add(“伯克利”);

 String name = (String)list.iterator.next();

    注意，第三行需要强制转换。而使用范型：

 List<String> list = new LinkedList<String>();

 list.add(“麻省理工”);

 list.add(“普林斯顿”);

 list.add(“伯克利”);

 String name = list.iterator.next();

    这里将list声明成String类型的List。List是有一个类型参数的范型接口。这个例子中类型参数是String。

2．定义简单的范型

    看j2se5.0中List和Iterator接口的实现（片断）：

 public interface List<E>{ 

     void add(E x);

     Iterator<E> iterator();

 }

 public interface Iterator<E> { 

     E next();

     boolean hasNext();

 }

    上面的代码我们比较熟悉，但是其中增加了尖括号。尖括号中的内容定义了接口List和Iterator的形式类型参数。类型参数可以用在范型声明中，如类和接口的声明。
    一旦声明了范型，你就可以使用它。在上面的例子中使用了List<String>。这里使用String是实参，代替了形参E。如果使用List<Integer>，则用实参Integer代替了形参E。
    不管List<Integer>还是List<String>，它们的类只有一个。考虑下面的代码：

 List<String> list1 = new LinkedList<String>();

 List<Integer> list2 = new LinkedList<Integer>();

 System.out.println(list1.getClass()==list2.getClass());

    输出结果为true。

    一般来说，形式类型参数都是大写，尽量使用单个字母，许多容器类都使用E作为参数。

3．范型和继承

    考虑下面的代码，你认为它会出错吗？

 String s ＝ "smallnest@163.com";

 Object o = s;

    当然，String类继承Object类，这样做不会出错。但下面的代码呢？

 List<String> s = new LinkedList<String>();

 List<Object>o=s;

    编译出错！是的，List<Object>和List<String>没有继承关系。
4．通配符

    考虑下面一个方法：

 public void printCollection(Collection<Object> c){

    for(Object o:c){
        System.out.println(o);
    }

 }

    事实上，上面这个方法并不通用，它只能打印Collection<Object>类型的集合，象其他的如Collection<String>、Collection<Integer>并不能被打印，因为对象类型不一致。

    为了解决这个问题，可以使用通配符：

 public void printCollection(Collection<?> c){

    for(Object o:c){
        System.out.println(o);
    }

 }

    Collection<?>被称作未知类型的集合。问号代表各种类型。

    上面的读取集合中的数据时，我们采用Object类型。这样做时可以的，因为不管未知类型最终代表何种类型，它的数据都继承Object类，那么再考虑一下下面的代码:

 Collection<?> c = new ArrayList<String>();

 c.add(new Object());

    这样做时错误的，因为我们不知道?代表何种类型，所以我们不能直接将Object增加到集合中，这会出现类型不匹配的情况。

5．有限制的通配符

    考虑下面的代码:

class Man{
   public String name = "";
}

class GoodMan extends Man{
   public String name = "";
}

class BadMan extends Man{
   public String name = "";
}

public void printName(List<Man> men){
   for(Man man:men){
      System.out.println("姓名:" + man.name);
   }
}

    这个范型方法只能显示List<Man>类型的数据,下面的代码允许显示Man和它的子类。

public void printName(List<? extends  Man> men){
   for(Man man:men){
      System.out.println("姓名:" + man.name);
   }
}

    这里使用? extends Man代替Man，表明接受任何Man的子类做为参数。
    和前面的代码类似，下面的代码也是不正确的：

public void adman(List<? extends Man> men){
    GoodMan good = new GoodMan();
    good.name = "晁岳攀";
    men.add(good);
}

    原因也很简单，因为?代表一切继承Man的类，你并不能保证就一定时GoodMan类。和这种用法类似：

public void adman(List<? super GoodMan> men){
    GoodMan good = new GoodMan();
    good.name = "晁岳攀";
    men.add(good);
}

6．范型方法

    考虑下面的代码,我们将一个数组的内容加到一个集合中

public  void copyArrayToCollection(Man[] men, Collection<?>c){
    for(Man man:men){
       c.add(man);
    }
}

    这段代码时错的！因为我们并不知道集合C的类型，所以不能将Man类型的数据加到集合中。

    可以使用范型方法解决：

public <T> void copyArrayToCollection(T[] men, Collection<T>c){
    for(T man:men){
       c.add(man);
    }
}

    这里T时一个形式类型参数。何时该采用通用方法？何时该采用通配符？

    考虑下面的例子：

interface  Collection<E>{
    public boolean containsAll(Collection<?> c);
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c);
}

    改写成通用方法：

interface  Collection<E>{
    public <T> boolean containsAll(Collection<T> c);
    public <T extends E> boolean addAll(Collection<T> c);
}

然而，在这里每个方法T只使用了一次,返回值不依赖形式参数，其他参数也不依赖形式参数。这说明实参被用作多态，这种情况下就应该用通配符。