关于Java中的泛型浅谈

小鱼儿 2024-03-22 23:31 84阅读 0赞

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本文主要介绍了Java中泛型的相关资料，帮助大家更好的理解和学习Java，感兴趣的朋友可以了解下

泛型是一个很有意思也很重要的概念，本篇将简单介绍Java中的泛型特性，主要从以下角度讲解：

1.什么是泛型。

2.如何使用泛型。

3.泛型的好处。

**1.什么是泛型？**

> 泛型，字面意思便是参数化类型，平时所面对的类型一般都是具体的类型，如果String，Integer，Double，而泛型则是把所操作的数据类型当作一个参数。如，ArrayList<String>()，通过传入不同的类型来指定容器中存储的类型，而不用为不同的类型创建不同的类，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.如何使用泛型？**

我们先来看看泛型是什么样子的：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>interface</code> <code>List&lt;E&gt; { </code> <code>&nbsp;</code><code>　　</code><code>void</code> <code>add(E);</code> <code>&nbsp;</code><code>　　Iterator&lt;E&gt; iterator();</code> <code>　　}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这是List接口，这里用E来代替具体类型，这样就可以往里面传入任意类型，也许你要问了，直接使用Object不好吗？我们来用一个栗子比较一下：

先用非泛型方式来实现一下：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>ObjHolder { </code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code> <code>Object a;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>ObjHolder(Object a) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.a = a;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>set(Object a) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.a = a;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>Object get(){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>a;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>ObjHolder holderA = </code><code>new</code> <code>ObjHolder(</code><code>"Frank"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println((String) holderA.get());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>holderA.set(</code><code>233</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println((Integer) holderA.get());</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这样就实现了一个包装类，可以用来存取一个任意类型的对象。但是每次取出来都需要进行类型转化，如果方法的参数类型是ObjHolder的话，无法知道它里面存放的对象的确切类型，这样就反而带来很多不必要的麻烦。

现在来看一下用泛型实现是怎样的：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>GenericHolder&lt;T&gt; { </code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code> <code>T obj;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>GenericHolder(T obj){ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.obj = obj;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>T getObj() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>obj;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>void</code> <code>setObj(T obj) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.obj = obj;</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GenericHolder&lt;String&gt; holderA = </code><code>new</code> <code>GenericHolder&lt;String&gt;(</code><code>"Frank"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(holderA.getObj());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//holderA.set(233);无法编译通过，因为只能往holderA中存入String类型</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>GenericHolder&lt;Integer&gt; holderB = </code><code>new</code> <code>GenericHolder&lt;Integer&gt;(</code><code>233</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(holderB.getObj());</code> <code>&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这样通过传入类型信息如String和Integer，来代替其中的泛型参数T，这里的T可以理解为一个占位符，用其他字母也是可以的，一旦传入具体类型，如String，则所有使用T的地方都会用String类型替换。

对比一下上面两种方式，区别在哪呢？打个比方，不用泛型的实现方式，相当于一个袋子，里面可以装任意类型的黑盒子，你什么都可以往里放，但是你可能不知道你下一个取出来的是什么东西，而泛型的实现方式，相当于一个贴了标签的黑盒子，标签上可以写任何信息，如写上水果，那么这个盒子就只能装水果，你也会知道每次取出来的肯定是水果而不是其它东西，同理类似如写上杂粮，那么这个袋子就只能用来装杂粮，但其实上都是同一种袋子，并不是为每一种类型的东西准备一种袋子。(因为Java的泛型使用了类型擦除机制，至于类型擦除是什么，暂时不做过多介绍，以后会有文章做更详细的说明)。

泛型被广泛应用在容器类中，如ArrayList<T>() 表示用于存储特定类型的数组，除此之外，还有很多泛型接口，如Comparable<T>。使用泛型能带来极大的便利性。

在泛型中可以对类型进行限制，如：<T extends Comparable<T>>表示只能传递已经实现了Comparable接口的类型对象，这里是使用extends而不是implement，而且对于接口也只能写一个。<T extends Number>表示只能接收Number类或者其子类的对象。与之相反的边界通配符是super，如：<T extends Phone>表示只能接收类型为Phone或其父类的对象。

在使用extends和super的时候需要特别注意，因为使用它们是有副作用的，比如:

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 </td> 
 <td> <code>List&lt;T </code><code>extends</code> <code>Number&gt; list = </code><code>new</code> <code>ArrayList&lt;Number&gt;();</code> <code>list.add(</code><code>4.0</code><code>);</code><code>//编译错误</code> <code>list.add(</code><code>3</code><code>);</code><code>//编译错误</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

因为泛型是为了类型安全设计的，如果往List<? extends Number> list 塞值的话，在取的时候就无法确认它到底是什么类型了，编译器只知道它是Number类型或者它的派生类型，但无法确定是哪个具体类型。通配符T表示其中存的都是同一种类型，因此使用extend下边界的话是无法进行存操作的。同理super下边界是不能取值的。

那什么时候该用extends，什么时候该用super呢？先说结论：

PECS原则：

1.  频繁往外读取内容的，适合用上界Extends。
2.  经常往里插入的，适合用下界Super。

**3.泛型的好处？**

泛型看起来很炫酷，但初看起来，好像没什么卵用？客官且慢，进屋里坐（滑稽）。

使用泛型的好处我们来一项一项列出来：

**1，类型安全。**

这是最显而易见的，泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过使用泛型定义的变量的类型限制，可以很容易实现编译期间的类型检测，避免了大量因为使用Object带来的不必要的类型错误。

没有泛型，这些对Object变量的类型假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中），而且每次使用前还需要进行不安全的强制类型转换。

**　　2，代码复用。**

泛型的一个很大好处就是增加了代码的复用性，比如上面的 GenericHolder 类，就能存取任意类型的对象，而不用为每种类型写一个包装类。

**　　3，潜在的性能收益。**

泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中，编译器将强制类型转换（没有泛型的话，程序员会指定这些强制类型转换）插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实，为未来版本的 JVM 的优化带来可能。由于泛型的实现方式，支持泛型（几乎）不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成，编译器生成类似于没有泛型（和强制类型转换）时所写的代码，只是更能确保类型安全而已。Java语言引入泛型的好处是安全简单。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。

至此，本篇讲解完毕，如果想要更好的理解，还需要多写代码，在实践中去应用。

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