Java泛型定義與用法實例詳解

更新時間：2018年08月27日 10:54:21 作者：喜歡特別冷的冬天下著雪

這篇文章主要介紹了Java泛型定義與用法,結合實例形式較為詳細的分析了Java中泛型的概念、原理、定義、使用方法及相關操作注意事項,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Java泛型定義與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

1. 泛型的由來

先看如下代碼：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class TestGeneric {
    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add("1");
        list.add(new Object());
        System.out.println(list);
        // 取值
        Integer var1 = (Integer) list.get(0);
        String var2 = (String) list.get(1);
        Object var3 = list.get(2);
        System.out.println(var1 + " " + var2 + " " + var3);
    }
}

運行結果：

[1, 1, java.lang.Object@1db9742]
1 1 java.lang.Object@1db9742

這段代碼很簡單，將整形、字符串、對象放進list集合中，然后逐一取出?？梢钥闯?，由于List接口在定義時并不知道元素的類型，因此默認為Object,即任意類型元素進入list集合后都會自動裝箱。而取值的過程更為復雜，所有取得的值都是裝箱后的Object對象，必須得知道每一個元素的初始類型才能拆箱。一般使用集合的時候，集合的元素往往都是具有共同特征的，比如同屬于一類的----那么，如果一開始限定了list集合元素的類型，那么就可避免上述不規(guī)范操作。代碼如下，

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class TestGeneric {
    @SuppressWarnings("unused")
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        // list.add(1);//報錯
        // list.add(new Object());//報錯
        list.add("1");
        // 取值
        String var1 = list.get(0);// 無需轉換
    }
}

如此一來，便有了泛型集合的說法。實際上，查閱List接口的Api會發(fā)現(xiàn)，List接口正是泛型接口，它可以接受一個類型參數(shù)E，若不傳遞參數(shù)，則默認是Object類型。

2. 泛型類型的繼承關系

有如下功能的代碼，實現(xiàn)打印任意集合的元素：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestGeneric{
    //打印任意集合元素
    public void print(Collection<Object> c){
     System.out.println(c);
    }
    public static void main(String[] args){
     List<String> list=new ArrayList<String>();
     new TestGeneric().print(list);
 }
}

輸出：

TestGeneric.java:11: 無法將 TestGeneric 中的 print(java.util.Collection<java.lang.Object>) 應用于 (java.util.List<java.lang.String>)
new TestGeneric().print(list);
^
1 錯誤

很明顯，意思就是傳遞的參數(shù)類型不匹配。難道String不是繼承自Object的嗎？沒錯，String是繼承自Object的，但是List<String>與List<Object>是截然不同的兩個類型，兩者之間沒有任何繼承關系。那如果真的要實現(xiàn)上面的功能，該如何呢？

2.1 類型通配符

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestGeneric {
    // 打印任意集合元素
    public void print(Collection<?> c) {
        System.out.println(c);
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        new TestGeneric().print(list);
    }
}

程序正常執(zhí)行，這里的？表示一個未知類型，這個未知類型與Object不同，List<?>代表了所有的List<類型>的父類。

2.2 泛型方法

不只有通配符可以解決泛型繼承的問題，若將上面的方法定義為泛型方法也具有同樣的效果：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestGeneric {
    // 打印任意集合元素
    public <T> void print(Collection<T> c) {
        System.out.println(c);
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        new TestGeneric().print(list);
    }
}

泛型方法的定義形式如下，

修飾符 <T,E> 返回值方法名(形參)

其中<T,E>在修飾符的后面做為類型定義，為方法指明形參中需要用到的T，E類型是來自哪里。既然泛型方法和類型通配符都可以實現(xiàn)泛型中的繼承，那么有什么區(qū)別？

2.3 泛型方法和通配符的區(qū)別

看如下代碼：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestGeneric {
    // 打印任意集合元素
    public <E, T extends E> void print(Collection<T> c1, Collection<E> c2) {
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Father> list1 = new ArrayList<Father>();
        List<Father> list2 = new ArrayList<Father>();
        new TestGeneric().print(list1, list2);// 傳2個father類型
        List<Child> list3 = new ArrayList<Child>();
        List<Father> list4 = new ArrayList<Father>();
        new TestGeneric().print(list3, list4);// T為child，E為father
        List<Father> list5 = new ArrayList<Father>();
        List<Child> list6 = new ArrayList<Child>();
        new TestGeneric().print(list5, list6);// T為father,E為child,報錯
    }
}
class Father {
}
class Child extends Father {
}
class Other {
}

上述泛型方法在定義T,E時已經(jīng)指明了關系：T是E的子類，所以在傳遞參數(shù)的時候，T要么是E的子類，要么就是E本身，所以在傳遞關系不小心變?yōu)镋 exends T時，在第三次調(diào)用方法時報錯了。而如果把上述代碼換成？通配符的話，則不具有如此強的限定關系。

總之，泛型方法和？通配符都可以實現(xiàn)未知類型的繼承，但是泛型方法主要強調(diào)多個未知類型之間的依賴關系。如果只是單純用作成為一個通用類型的父類這一功能的話，兩者都可以實現(xiàn)，反而？通配符較為簡潔明了。

2.4 泛型參數(shù)上、下限的注意

看如下代碼：

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class TestGeneric {
    // 復制集合并返回原始集合的最后一個元素
    public <T> T copy(Collection<T> des, Collection<? extends T> src) {
        T lastElement = null;
        for (T t : src) {
            lastElement = t;
            des.add(t);
        }
        return lastElement;
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Number> des = new ArrayList<Number>();
        List<Integer> src = new ArrayList<Integer>();
        src.add(new Integer(1));
        Integer lastElement = new TestGeneric().copy(des, src);//
        System.out.println(lastElement.getClass());
    }
}

輸出：

TestGeneric.java:18: 不兼容的類型
找到： java.lang.Number
需要： java.lang.Integer
Integer lastElement= new TestGeneric().copy(des,src);//
^
1 錯誤

當調(diào)用完copy方法后，系統(tǒng)比對發(fā)現(xiàn)T類型為Number,?類型為Integer。所以函數(shù)返回的T類型是Number了，所以根本不兼容Integer。要修改上面的代碼，有倆個辦法，

方法1：

改為

Number lastElement=new TestGeneric().copy(des,src);

分析代碼可以得出，？為T的子類，在方法中T=lastElement這句表現(xiàn)為多態(tài)，雖然返回的是T類型，但是多態(tài)的表現(xiàn)為？類型，即Interger類型，調(diào)用lastElement.getClass()也可發(fā)現(xiàn)返回的是java.lang.Integer類型，說明此處編譯類型為T類型，實際運行類型為？類型。這就好比如下多態(tài)轉換，

Father f=new Child();
Child c=f;//此處一定報錯，類型不兼容

雖然f的多態(tài)表現(xiàn)為子類Child,但是上面一句連語法檢測都過不了。這也就是為什么上面Integer不能兼容Number的原因了。

方法2：

改為

public <T> T copy(Collection<? super T> des,Collection<T> src)

這樣一來，？類型變?yōu)榱烁割悾琓類型變?yōu)榱俗宇?，于是在方法中返回的T類型對象，即lastElement就不具有多態(tài)性了。泛型中的上下限是很有學問的，每次看源碼時都會琢磨很久，但還是會在浩瀚的接口+泛型的設計中昏迷，這種設計真的完全是為了突出面向?qū)ο蟮奶匦?，以后慢慢琢磨吧?/p>

從這也再次可以看出？通配符在處理具有依賴關系的泛型方法中，顯得過于靈活而會導致一些潛在的隱患。

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希望本文所述對大家java程序設計有所幫助。

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