1、什么是java泛型？
泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
2、为什么需要泛型？
Java语言引入泛型的好处是安全简单。可以将运行时错误提前到编译时错误。
在java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。
示例代码如下：
package Generics;
class SimpleGen {
private Object ob;
public SimpleGen(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public Object getOb() {
return ob;
}
public void setOb(Object ob) {
this.ob = ob;
}
public void showType() {
System.out.println(ob.getClass().getName());
}
}
public class SimpleGenDemo1 {
public static void main(String[] args) {
SimpleGen sg = new SimpleGen(new Integer(99));
sg.showType();
int i = (Integer) sg.getOb(); //强制类型转换，系统可能会抛一个ClassCastException异常信息
System.out.println("value = " + i);
SimpleGen sg2 = new SimpleGen("掌上洪城");
sg2.showType(); //强制类型转换，系统可能会抛一个ClassCastException异常信息
String str = (String) sg2.getOb();
System.out.println("value = " + str);
}
}
/* 输出结果为：
java.lang.Integer
value = 99
java.lang.String
value = 掌上洪城
*/
3、什么是元组类库，怎么用？
3.1、为什么使用元组tuple？
元组和列表list一样，都可能用于数据存储，包含多个数据；但是和列表不同的是：列表只能存储相同的数据类型，而元组不一样，它可以存储不同的数据类型，比如同时存储int、string、list等，并且可以根据需求无限扩展。
比如说在web应用中，经常会遇到一个问题就是数据分页问题，查询分页需要包含几点信息：当前页数、页大小；查询结果返回数据为：当前页的数据记录，但是如果需要在前台显示当前页、页大小、总页数等信息的时候，就必须有另外一个信息就是：数据记录总数，然后根据上面的信息进行计算得到总页数等信息。这个时候查询某一页信息的时候需要返回两个数据类型，一个是list（当前也的数据记录），一个是int（记录总数）。当然，完全可以在两个方法、两次数据库连接中得到这两个值。事实上在查询list的时候，已经通过sql查询得到总计录数，如果再开一个方法，再做一次数据库连接来查询总计录数，不免有点多此一举、浪费时间、浪费代码、浪费生命。言重了~在这种情况下，我们就可以利用二元组，在一次数据库连接中，得到总计录数、当前页记录，并存储到其中，简单明了！
3.2、代码实例
package Generics;
import java.util.Date;
class TwoTuple<A,B>{
public final A first;
public final B second;
public TwoTuple(A a,B b){ //这里是括号，不是中括号
first = a;
second = b;
}
public String toString(){
return "(" + first + "," + second + ")";
}
}
class ThreeTuple<A,B,C> extends TwoTuple<A,B>{
private final C three;
public ThreeTuple(A a,B b,C c){
super(a,b);
three = c;
}
public String toString(){
return "(" + first + "," + second + "," + three + ")";
}
}
public class TupleTest {
public static void main(String[] args) {
TwoTuple<Integer,String> twoT = new TwoTuple<Integer,String>(99,"掌上洪城");
System.out.println(twoT);
System.out.println("======扩展元组类库后======");
ThreeTuple<Integer,String,Date> threeT= new ThreeTuple<Integer,String,Date>(99,"掌上洪城",new Date());
System.out.println(threeT);
}
}
/*输出结果为：
* (99,掌上洪城)
======扩展元组类库后======
(99,掌上洪城,Thu Apr 28 17:59:30 CST 2016)
* */
4、怎么自定义泛型接口、泛型类？
4.1 java泛型接口、泛型类简介
泛型类中的类型参数几乎可以用于任何可以使用接口名、类名的地方，下面的代码示例展示了 JDK 5.0 中集合框架中的 Map 接口的定义的一部分：
public interface Map<K, V> {
public void put(K key, V value);
public V get(K key);
}
当声明或者实例化一个泛型的对象时，必须指定类型参数的值：
Map<String, String> map = newHashMap<String, String>();
对于常见的泛型模式，推荐的名称是：
K ——键，比如映射的键。
V ——值，比如 List 和 Set 的内容，或者 Map 中的值。
E ——异常类。
T ——泛型。
泛型不是协变的
关于泛型的混淆，一个常见的来源就是假设它们像数组一样是协变的。其实它们不是协变的。List<Object> 不是 List<String> 的父类型。
如果 A 扩展 B，那么 A 的数组也是 B 的数组，并且完全可以在需要 B[] 的地方使用 A[]：
Integer[] intArray = new Integer[10];
Number[] numberArray = intArray;
上面的代码是有效的，因为一个Integer 是 一个 Number，因而一个 Integer 数组是 一个 Number 数组。但是对于泛型来说则不然。下面的代码是无效的：
List<Integer> intList = newArrayList<Integer>();
List<Number> numberList = intList; //invalid
最初，大多数 Java 程序员觉得这缺少协变很烦人，或者甚至是“坏的（broken）”，但是之所以这样有一个很好的原因。如果可以将List<Integer> 赋给 List<Number>，下面的代码就会违背泛型应该提供的类型安全：
List<Integer> intList = newArrayList<Integer>();
List<Number> numberList = intList; //invalid
numberList.add(new Float(3.1415));
因为 intList 和 numberList 都是有别名的，如果允许的话，上面的代码就会让您将不是 Integers 的东西放进 intList 中。
4.2 代码实例
package Generics;
import java.util.Random;
interface Generator<T> {
public T next();
}
class Coffee{
public String toString(){
return getClass().getSimpleName();
}
}
class Mocha extends Coffee{}
class Cappuccino extends Coffee{}
class Breve extends Coffee{}
class Latte extends Coffee{}
class CoffeeGenerator implements Generator<Coffee>{ //T为Coffee
private static Random rand = new Random(47);
private Class[] types = {Latte.class, Mocha.class, Cappuccino.class, Breve.class};
public Coffee next(){ //T为Coffee
try {
return (Coffee)
types[rand.nextInt(types.length)].newInstance();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
public class InterfaceGenTest {
public static void main(String[] args) {
CoffeeGenerator gen = new CoffeeGenerator();
for(int i=0; i<4; i++){
System.out.println(gen.next());
}
}
}
/*Cappuccino
Mocha
Cappuccino
Latte*/
5 怎么自定义泛型方法。
5.1 泛型方法
泛型方法使得该方法能独立于类而产生变化。以下是一个基本的指导原则：无论何时，只要你能做到，你就应该尽量使用泛型方法。也就是说，如果使用泛型方法可以取代将整个类泛型化，那么就应该只使用泛型方法，因为它可以使事情更清楚明白。另外，对于一个static的方法而言，无法访问泛型类的类型参数。所以，如果static方法需要使用泛型能力，就必须使其成为泛型方法。
要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值之前，就像下面这样：
5.2 代码示例
package Generics;
public class GenericMethods {
//当方法操作的引用数据类型不确定的时候，可以将泛型定义在方法上
public <T> void f(T x){
System.out.println(x.getClass().getName());
}
public static void main(String[] args) {
GenericMethods gm = new GenericMethods();
gm.f(99);
gm.f("掌上洪城");
gm.f(new Integer(99));
gm.f(18.88);
gm.f('a');
gm.f(gm);
}
}
/* 输出结果：
java.lang.Integer
java.lang.String
java.lang.Integer
java.lang.Double
java.lang.Character
Generics.GenericMethods
*/
5.3 可变参数与泛型方法
泛型方法与可变参数列表能很好地共存：
package Generics;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class GenericVarargs {
public static <T> List<T> makeList(T... args){
List<T> result = new ArrayList<T>();
for(T item:args)
result.add(item);
return result;
}
public static void main(String[] args) {
List ls = makeList("A");
System.out.println(ls);
ls = makeList("A","B","C");
System.out.println(ls);
ls = makeList("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ".split(""));
System.out.println(ls);
}
}
/*
[A]
[A, B, C]
[A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z]
*/
静态方法上的泛型：静态方法无法访问类上定义的泛型。如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。
public static<Q> void function(Q t) {
System.out.println("function:"+t);
}
6、怎么构建复杂模型如list元组？
泛型的一个重要好处是能够简单而安全地创建复杂的模型。如List元组。
[java] view plain copy
package Generics;
import java.util.ArrayList;
class ThreeTuple2<A,B,C>{
public final A first;
public final B second;
private final C three;
public ThreeTuple2(A a,B b,C c){
first = a;
second = b;
three = c;
}
public String toString(){
return "(" + first + "," + second + "," + three + ")";
}
}
public class TupleList<A,B,C> extends ArrayList<ThreeTuple2<A,B,C>> {
static ThreeTuple2<Integer,String,Character> h(){
return new ThreeTuple2<Integer,String,Character>(99,"掌上洪城",'a');
}
public static void main(String[] args) {
TupleList<Integer,String,Character> ts = new TupleList<Integer,String,Character>();
ts.add(h());
ts.add(h());
for(ThreeTuple2<Integer,String,Character> ttp:ts)
System.out.println(ttp);
}
}
package Generics;
import java.util.ArrayList;
class ThreeTuple2<A,B,C>{
public final A first;
public final B second;
private final C three;
public ThreeTuple2(A a,B b,C c){
first = a;
second = b;
three = c;
}
public String toString(){
return "(" + first + "," + second + "," + three + ")";
}
}
public class TupleList<A,B,C> extends ArrayList<ThreeTuple2<A,B,C>> {
static ThreeTuple2<Integer,String,Character> h(){
return new ThreeTuple2<Integer,String,Character>(99,"掌上洪城",'a');
}
public static void main(String[] args) {
TupleList<Integer,String,Character> ts = new TupleList<Integer,String,Character>();
ts.add(h());
ts.add(h());
for(ThreeTuple2<Integer,String,Character> ttp:ts)
System.out.println(ttp);
}
}
/* 输出结果为：
(99,掌上洪城,a)
(99,掌上洪城,a)
*/
7、泛型的擦除
7.1 代码实例：
[java] view plain copy
package generics;
import java.util.*;
public class ErasedTypeEquivalence {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = new ArrayList<String>().getClass();
Class c2 = new ArrayList<Integer>().getClass();
System.out.println(c1 == c2);
}
} /*
* Output: true
*/// :~
在泛型内部，无法获得任何有关泛型参数类型的信息。
ArrayList<String>和ArrayList<Integer>是相同的类型。
7.2 擦除的补偿
要想在表达式中使用类型，需要显式地传递类型的class对象。
[java] view plain copy
package generics;
class Building {
}
class House extends Building {
}
public class ClassTypeCapture<T> {
Class<T> kind;
public ClassTypeCapture(Class<T> kind) {
this.kind = kind;
}
public boolean f(Object arg) {
return kind.isInstance(arg);
}
public static void main(String[] args) {
ClassTypeCapture<Building> ctt1 = new ClassTypeCapture<Building>(Building.class);
System.out.println(ctt1.f(new Building()));
System.out.println(ctt1.f(new House()));
ClassTypeCapture<House> ctt2 = new ClassTypeCapture<House>(House.class);
System.out.println(ctt2.f(new Building()));
System.out.println(ctt2.f(new House()));
}
} /*
* Output: true true false true
*/// :~
8、可以创建泛型数组吗？相应的应用场景怎么处理？
正如你在下面示例Erased.java中所见，不能创建泛型数组。一般的解决方案是任何想要创建泛型数组的地方都使用ArrayList:
[java] view plain copy
package generics;
public class Erased<T> {
private final int SIZE = 100;
public static void f(Object arg) {
if (arg instanceof T) {
} // Cannot make a static reference to the non-static type T
T var = new T(); // Error
T[] array = new T[SIZE]; // Error
T[] array = (T) new Object[SIZE]; // Unchecked warning
}
} /// :~
使用ArrayList示例
[java] view plain copy
package generics;
import java.util.*;
public class ListOfGenerics<T> {
private List<T> array = new ArrayList<T>();
public void add(T item) {
array.add(item);
}
public T get(int index) {
return array.get(index);
}
} /// :~
9、泛型通配符‘？’怎么用？
可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ? ；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
例如Class<?>classType = Class.forName("java.lang.String");
下面我们先看看这些程序：
//Code list 2
void TestGen0Medthod1(List l) {
for (Object o: l)
System.out.println(o);
}
看看这个方法有没有异议，这个方法会通过编译的，假如你传入String，就是这样List＜String＞。
接着我们调用它,问题就出现了，我们将一个List＜String＞当作List传给了方法，JVM会给我们一个警告，说这个破坏了类型安全，因为从List中返回的都是Object类型的，而让我们再看看下面的方法。
//Code list 3
void TestGen0Medthod1(List＜String＞ l) {
for (Object o: l)
System.out.println(o);
}
因为这里的List＜String＞不是List＜Object＞的子类,不是String与Object的关系，就是说List＜String＞不隶属于list＜Object＞,他们不是继承关系，所以是不行的，这里的extends是表示限制的。
类型通配符是很神奇的，List＜?＞这个你能为他做什么呢?怎么都是“？”，它似乎不确定，他总不能返回一个？作为类型的数据吧，是啊他是不会返回一个“？”来问程序员的？JVM会做简单的思考的，看看代码吧，更直观些。
//code list 4
List＜String＞ l1 = newArrayList＜String＞();
li.add(“String”);
List＜?＞ l2 = l1;
System.out.println(l1.get(0));
这段代码没问题的，l1.get(0)将返回一个Object。
10、泛型限定（上限和下限）的表达式是怎样的？
上限：？extends E：可以接收E类型或者E的子类型对象。
下限：？super E：可以接收E类型或者E的父类型对象。
上限什么时候用：往集合中添加元素时，既可以添加E类型对象，又可以添加E的子类型对象。为什么？因为取的时候，E类型既可以接收E类对象，又可以接收E的子类型对象。
下限什么时候用：当从集合中获取元素进行操作的时候，可以用当前元素的类型接收，也可以用当前元素的父类型接收。
11、可以将基本类型作为泛型参数吗？
泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型（基本数据类型）。
12、什么时候用泛型？
当接口、类及方法中的操作的引用数据类型不确定的时候，以前用的Object来进行扩展的，现在可以用泛型来表示。这样可以避免强转的麻烦，而且将运行问题转移到的编译时期。
泛型的细节：
1）、泛型到底代表什么类型取决于调用者传入的类型，如果没传，默认是Object类型；
2）、使用带泛型的类创建对象时，等式两边指定的泛型必须一致；
原因：编译器检查对象调用方法时只看变量，然而程序运行期间调用方法时就要考虑对象具体类型了；
3）、等式两边可以在任意一边使用泛型，在另一边不使用(考虑向后兼容)；
ArrayList<String>al = new ArrayList<Object>(); //错
//要保证左右两边的泛型具体类型一致就可以了，这样不容易出错。
ArrayList<?extends Object> al = new ArrayList<String>();
al.add("aa"); //错
//因为集合具体对象中既可存储String，也可以存储Object的其他子类，所以添加具体的类型对象不合适，类型检查会出现安全问题。 ？extendsObject 代表Object的子类型不确定，怎么能添加具体类型的对象呢？
public static voidmethod(ArrayList<? extends Object> al) {
al.add("abc"); //错
//只能对al集合中的元素调用Object类中的方法，具体子类型的方法都不能用，因为子类型不确定。
13、Java类库中的泛型有那些？
所有的标准集合接口都是泛型化的—— Collection<V>、List<V>、Set<V> 和 Map<K,V>。类似地，集合接口的实现都是用相同类型参数泛型化的，所以HashMap<K,V> 实现 Map<K,V> 等。
除了集合类之外，Java 类库中还有几个其他的类也充当值的容器。这些类包括 WeakReference、SoftReference 和 ThreadLocal。
14、练习
做完这两个练习：
练习一：写一个使用泛型跟不使用泛型参数任意化的例子。代码略
练习二：修改ClassTypeCapture.java，添加一个Map<String,Class<?>>，一个addType(String typeName,Class<?>kind)方法和一个createNew()方法。createNew()将产生一个与其参数字符串关联的新实例，或者产生一条错误信息。
[java] view plain copy
package Generics;
import java.util.*;
import static org.greggordon.tools.Print.*;
class Building {}
class House extends Building {}
public class ClassTypeCapture21<T> {
Class<?> kind;
Map<String, Class<?>> map;
public ClassTypeCapture21(Class<?> kind) {
this.kind = kind;
}
public ClassTypeCapture21(Class<?> kind, Map<String, Class<?>> map) {
this.kind = kind;
this.map = map;
}
public boolean f(Object arg) {
return kind.isInstance(arg);
}
public void addType(String typename, Class<?> kind) {
map.put(typename, kind);
}
public Object createNew(String typename) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
if (map.containsKey(typename))
return map.get(typename).newInstance();
System.out.println(typename + " class not available");
return null;
}
public static void main(String[] args) {
ClassTypeCapture21<Building> ctt1 = new ClassTypeCapture21<Building>(Building.class);
println(ctt1.f(new Building()));
println(ctt1.f(new House()));
ClassTypeCapture21<House> ctt2 = new ClassTypeCapture21<House>(House.class);
println(ctt2.f(new Building()));
println(ctt2.f(new House()));
ClassTypeCapture21<Building> ct = new ClassTypeCapture21<Building>(Building.class,
new HashMap<String, Class<?>>());
ct.addType("House", House.class);
ct.addType("Building", Building.class);
println("ct.map = " + ct.map);
try {
Building b = (Building) ct.createNew("Building");
House h = (House) ct.createNew("House");
print("b.getClass().getName(): ");
println(b.getClass().getName());
print("h.getClass().getName(): ");
println(h.getClass().getName());
print("House h is instance House: ");
println(h instanceof House);
print("House h is instance of Building: ");
println(h instanceof Building);
print("Building b is instance of House: ");
println(b instanceof House);
ct.createNew("String"); // String class not available
} catch (IllegalAccessException e) {
println("IllegalAccessException in main");
} catch (InstantiationException e) {
println("InstantiationException in main");
}
}
}
/*
true
true
false
true
ct.map = {Building=class Generics.Building, House=class Generics.House}
b.getClass().getName(): Generics.Building
h.getClass().getName(): Generics.House
House h is instance House: true
House h is instance of Building: true
Building b is instance of House: false
String class not available
*/
本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。
