前面我們提到Java集合有個(gè)缺點(diǎn)，就是把一個(gè)對(duì)象“丟進(jìn)”集合里之后，集合就會(huì)“忘記”這個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)再次取出該對(duì)象時(shí)，該對(duì)象的編譯類型就變成了Object類型（其運(yùn)行時(shí)類型沒(méi)變）。
Java集合之所以被設(shè)計(jì)成這樣，是因?yàn)榧系脑O(shè)計(jì)者不知道我們會(huì)用集合來(lái)保存什么類型的對(duì)象，所以他們把集合設(shè)計(jì)成能保存任何類型的對(duì)象，只要求具有很好的通用性，但這樣做帶來(lái)如下兩個(gè)問(wèn)題：
1、集合對(duì)元素類型沒(méi)有任何限制，這樣可能引發(fā)一些問(wèn)題。例如，想創(chuàng)建一個(gè)只能保存Dog對(duì)象的集合，但程序也可以輕易地將Cat對(duì)象“丟”進(jìn)去，所以可能引發(fā)異常。
2、由于把對(duì)象“丟進(jìn)”集合時(shí)，集合丟失了對(duì)象的狀態(tài)信息，集合只知道它盛裝的是Object，因此取出集合元素后通常還需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。這種強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換既增加了編程的復(fù)雜度，也可能引發(fā)ClassCastException異常。
所以為了解決上述問(wèn)題，從Java1.5開(kāi)始提供了泛型。泛型可以在編譯的時(shí)候檢查類型安全，并且所有的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換都是自動(dòng)和隱式的，提高了代碼的重用率。本節(jié)將詳細(xì)介紹Java中泛型的使用。
泛型本質(zhì)上是提供類型的“類型參數(shù)”，也就是參數(shù)化類型。我們可以為類、接口或方法指定一個(gè)類型參數(shù)，通過(guò)這個(gè)參數(shù)限制操作的數(shù)據(jù)類型，從而保證類型轉(zhuǎn)換的絕對(duì)安全。
例1
下面將結(jié)合泛型與集合編寫(xiě)一個(gè)案例實(shí)現(xiàn)圖書(shū)信息輸出。
1）首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)表示圖書(shū)的實(shí)體類Book，其中包括的圖書(shū)信息有圖書(shū)編號(hào)、圖書(shū)名稱和價(jià)格。Book類的具體代碼如下：
public class Book { private int Id; // 圖書(shū)編號(hào)
private String Name; // 圖書(shū)名稱
private int Price; // 圖書(shū)價(jià)格
public Book(int id, String name, int price) { // 構(gòu)造方法
this.Id = id; this.Name = name; this.Price = price;
} public String toString() { // 重寫(xiě) toString()方法
return this.Id + ", " + this.Name + "，" + this.Price;
}
}12345678910111213復(fù)制代碼類型：[java]2）使用Book作為類型創(chuàng)建Map和List兩個(gè)泛型集合，然后向集合中添加圖書(shū)元素，最后輸出集合中的內(nèi)容。具體代碼如下：
public class Test14 { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建3個(gè)Book對(duì)象
Book book1 = new Book(1, "唐詩(shī)三百首", 8);
Book book2 = new Book(2, "小星星", 12);
Book book3 = new Book(3, "成語(yǔ)大全", 22);
Map<Integer, Book> books = new HashMap<Integer, Book>(); // 定義泛型 Map 集合
books.put(1001, book1); // 將第一個(gè) Book 對(duì)象存儲(chǔ)到 Map 中
books.put(1002, book2); // 將第二個(gè) Book 對(duì)象存儲(chǔ)到 Map 中
books.put(1003, book3); // 將第三個(gè) Book 對(duì)象存儲(chǔ)到 Map 中
System.out.println("泛型Map存儲(chǔ)的圖書(shū)信息如下："); for (Integer id : books.keySet()) { // 遍歷鍵
System.out.print(id + "——");
System.out.println(books.get(id)); // 不需要類型轉(zhuǎn)換
}
List<Book> bookList = new ArrayList<Book>(); // 定義泛型的 List 集合
bookList.add(book1);
bookList.add(book2);
bookList.add(book3);
System.out.println("泛型List存儲(chǔ)的圖書(shū)信息如下："); for (int i = 0; i < bookList.size(); i++) {
System.out.println(bookList.get(i)); // 這里不需要類型轉(zhuǎn)換
}
}
}123456789101112131415161718192021222324252627復(fù)制代碼類型：[java]在該示例中，第7行代碼創(chuàng)建了一個(gè)鍵類型為Integer、值類型為Book的泛型集合，即指明了該Map集合中存放的鍵必須是Integer類型、值必須為Book類型，否則編譯出錯(cuò)。在獲取Map集合中的元素時(shí)，不需要將books.get(id);獲取的值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Book類型，程序會(huì)隱式轉(zhuǎn)換。在創(chuàng)建List集合時(shí)，同樣使用了泛型，因此在獲取集合中的元素時(shí)也不需要將bookList.get(i)代碼強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為Book類型，程序會(huì)隱式轉(zhuǎn)換。
執(zhí)行結(jié)果如下：
泛型Map存儲(chǔ)的圖書(shū)信息如下：1001——1, 唐詩(shī)三百首，81003——3, 成語(yǔ)大全，221002——2, 小星星，12泛型List存儲(chǔ)的圖書(shū)信息如下：1, 唐詩(shī)三百首，82, 小星星，123, 成語(yǔ)大全，2212345678復(fù)制代碼類型：[java]
除了可以定義泛型集合之外，還可以直接限定泛型類的類型參數(shù)。語(yǔ)法格式如下：
public class class_name<data_type1,data_type2,…>{}1復(fù)制代碼類型：[java]其中，class_name表示類的名稱，data_type1等表示類型參數(shù)。Java泛型支持聲明一個(gè)以上的類型參數(shù)，只需要將類型用逗號(hào)隔開(kāi)即可。
泛型類一般用于類中的屬性類型不確定的情況下。在聲明屬性時(shí)，使用下面的語(yǔ)句：
private data_type1 property_name1;private data_type2 property_name2;12復(fù)制代碼類型：[java]
該語(yǔ)句中的data_type1與類聲明中的data_type1表示的是同一種數(shù)據(jù)類型。
例2
在實(shí)例化泛型類時(shí)，需要指明泛型類中的類型參數(shù)，并賦予泛型類屬性相應(yīng)類型的值。例如，下面的示例代碼創(chuàng)建了一個(gè)表示學(xué)生的泛型類，該類中包括3個(gè)屬性，分別是姓名、年齡和性別。
public class Stu<N, A, S> { private N name; // 姓名
private A age; // 年齡
private S sex; // 性別
// 創(chuàng)建類的構(gòu)造函數(shù)
public Stu(N name, A age, S sex) { this.name = name; this.age = age; this.sex = sex;
} // 下面是上面3個(gè)屬性的setter/getter方法
public N getName() { return name;
} public void setName(N name) { this.name = name;
} public A getAge() { return age;
} public void setAge(A age) { this.age = age;
} public S getSex() { return sex;
} public void setSex(S sex) { this.sex = sex;
}
}123456789101112131415161718192021222324252627282930復(fù)制代碼類型：[java]接著創(chuàng)建測(cè)試類。在測(cè)試類中調(diào)用Stu類的構(gòu)造方法實(shí)例化Stu對(duì)象，并給該類中的3個(gè)屬性賦予初始值，最終需要輸出學(xué)生信息。測(cè)試類的代碼實(shí)現(xiàn)如下：
public class Test14 { public static void main(String[] args) {
Stu<String, Integer, Character> stu = new Stu<String, Integer, Character>("張曉玲", 28, '女');
String name = stu.getName();
Integer age = stu.getAge();
Character sex = stu.getSex();
System.out.println("學(xué)生信息如下：");
System.out.println("學(xué)生姓名：" + name + "，年齡：" + age + "，性別：" + sex);
}
}12345678910復(fù)制代碼類型：[java]該程序的運(yùn)行結(jié)果如下：
學(xué)生信息如下： 學(xué)生姓名：張曉玲，年齡：28，性別：女12復(fù)制代碼類型：[java]
在該程序的Stu類中，定義了3個(gè)類型參數(shù)，分別使用N、A和S來(lái)代替，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了這3個(gè)屬性的setter/getter方法。在主類中，調(diào)用Stu類的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了Stu類的對(duì)象，同時(shí)指定3個(gè)類型參數(shù)，分別為String、Integer和Character。在獲取學(xué)生姓名、年齡和性別時(shí)，不需要類型轉(zhuǎn)換，程序隱式地將Object類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。
到目前為止，我們所使用的泛型都是應(yīng)用于整個(gè)類上。泛型同樣可以在類中包含參數(shù)化的方法，而方法所在的類可以是泛型類，也可以不是泛型類。也就是說(shuō)，是否擁有泛型方法，與其所在的類是不是泛型沒(méi)有關(guān)系。
泛型方法使得該方法能夠獨(dú)立于類而產(chǎn)生變化。如果使用泛型方法可以取代類泛型化，那么就應(yīng)該只使用泛型方法。另外，對(duì)一個(gè)static的方法而言，無(wú)法訪問(wèn)泛型類的類型參數(shù)。因此，如果static方法需要使用泛型能力，就必須使其成為泛型方法。
定義泛型方法的語(yǔ)法格式如下：
[訪問(wèn)權(quán)限修飾符] [static] [final] <類型參數(shù)列表> 返回值類型 方法名([形式參數(shù)列表])1復(fù)制代碼類型：[java]
例如：
public static <T> List find(Class<T> cs,int userId){}1復(fù)制代碼類型：[java]一般來(lái)說(shuō)編寫(xiě)Java泛型方法，其返回值類型至少有一個(gè)參數(shù)類型應(yīng)該是泛型，而且類型應(yīng)該是一致的，如果只有返回值類型或參數(shù)類型之一使用了泛型，那么這個(gè)泛型方法的使用就被限制了。下面就來(lái)定義一個(gè)泛型方法，具體介紹泛型方法的創(chuàng)建和使用。
例3
使用泛型方法打印圖書(shū)信息。定義泛型方法，參數(shù)類型使用“T”來(lái)代替。在方法的主體中打印出圖書(shū)信息。代碼的實(shí)現(xiàn)如下：
public class Test16 { public static <T> void List(T book) { // 定義泛型方法
if (book != null) {
System.out.println(book);
}
} public static void main(String[] args) {
Book stu = new Book(1, "細(xì)學(xué) Java 編程", 28);
List(stu); // 調(diào)用泛型方法
}
}1234567891011復(fù)制代碼類型：[java]該程序中的Book類為前面示例中使用到的Book類。在該程序中定義了一個(gè)名稱為L(zhǎng)ist的方法，該方法的返回值類型為void，類型參數(shù)使用“T”來(lái)代替。在調(diào)用該泛型方法時(shí)，將一個(gè)Book對(duì)象作為參數(shù)傳遞到該方法中，相當(dāng)于指明了該泛型方法的參數(shù)類型為Book。
該程序的運(yùn)行結(jié)果如下：
1, 細(xì)學(xué) Java 編程，281復(fù)制代碼類型：[java]
泛型的用法非常靈活，除在集合、類和方法中使用外，本節(jié)將從三個(gè)方面介紹泛型的高級(jí)用法，包括限制泛型可用類型、使用類型通配符、繼承泛型類和實(shí)現(xiàn)泛型接口。
1.限制泛型可用類型
在Java中默認(rèn)可以使用任何類型來(lái)實(shí)例化一個(gè)泛型類對(duì)象。當(dāng)然也可以對(duì)泛型類實(shí)例的類型進(jìn)行限制，語(yǔ)法格式如下：
class 類名稱<T extends anyClass>1復(fù)制代碼類型：[java]
其中，anyClass指某個(gè)接口或類。使用泛型限制后，泛型類的類型必須實(shí)現(xiàn)或繼承anyClass這個(gè)接口或類。無(wú)論anyClass是接口還是類，在進(jìn)行泛型限制時(shí)都必須使用extends關(guān)鍵字。
例如，在下面的示例代碼中創(chuàng)建了一個(gè)ListClass類，并對(duì)該類的類型限制為只能是實(shí)現(xiàn)List接口的類。
// 限制ListClass的泛型類型必須實(shí)現(xiàn)List接口public class ListClass<T extends List> { public static void main(String[] args) { // 實(shí)例化使用ArrayList的泛型類ListClass，正確
ListClass<ArrayList> lc1 = new ListClass<ArrayList>(); // 實(shí)例化使用LinkedList的泛型類LlstClass，正確
ListClass<LinkedList> lc2 = new ListClass<LinkedList>(); // 實(shí)例化使用HashMap的泛型類ListClass，錯(cuò)誤，因?yàn)镠asMap沒(méi)有實(shí)現(xiàn)List接口
// ListClass<HashMap> lc3=new ListClass<HashMap>();
}
}123456789101112復(fù)制代碼類型：[java]在上述代碼中，定義ListClass類時(shí)設(shè)置泛型類型必須實(shí)現(xiàn)List接口。例如，ArrayList和LinkedList都實(shí)現(xiàn)了List接口，所以可以實(shí)例化ListClass類。而HashMap沒(méi)有實(shí)現(xiàn)List接口，所以在實(shí)例化ListClass類時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。
當(dāng)沒(méi)有使用extends關(guān)鍵字限制泛型類型時(shí)，其實(shí)是默認(rèn)使用Object類作為泛型類型。因此，Object類下的所有子類都可以實(shí)例化泛型類對(duì)象，如圖1所示的這兩種情況。
2.使用類型通配符
Java中的泛型還支持使用類型通配符，它的作用是在創(chuàng)建一個(gè)泛型類對(duì)象時(shí)限制這個(gè)泛型類的類型必須實(shí)現(xiàn)或繼承某個(gè)接口或類。
使用泛型類型通配符的語(yǔ)法格式如下：
泛型類名稱<? extends List>a = null;1復(fù)制代碼類型：[java]
其中，“<?extendsList>”作為一個(gè)整體表示類型未知，當(dāng)需要使用泛型對(duì)象時(shí)，可以單獨(dú)實(shí)例化。
例如，下面的示例代碼演示了類型通配符的使用。
A<? extends List>a = null; a = new A<ArrayList> (); // 正確b = new A<LinkedList> (); // 正確c = new A<HashMap> (); // 錯(cuò)誤1234復(fù)制代碼類型：[java]
在上述代碼中，同樣由于HashMap類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)List接口，所以在編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。
3.繼承泛型類和實(shí)現(xiàn)泛型接口
定義為泛型的類和接口也可以被繼承和實(shí)現(xiàn)。例如下面的示例代碼演示了如何繼承泛型類。
public class FatherClass<T1>{}public class SonClass<T1,T2,T3> extents FatherClass<T1>{}12復(fù)制代碼類型：[java]如果要在SonClass類繼承FatherClass類時(shí)保留父類的泛型類型，需要在繼承時(shí)指定，否則直接使用extendsFatherClass語(yǔ)句進(jìn)行繼承操作，此時(shí)T1、T2和T3都會(huì)自動(dòng)變?yōu)镺bject，所以一般情況下都將父類的泛型類型保留。
下面的示例代碼演示了如何在泛型中實(shí)現(xiàn)接口。
interface interface1<T1>{}interface SubClass<T1,T2,T3> implementsInterface1<T2>{}
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