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Java泛型定義與用法實(shí)例詳解

更新時(shí)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(jié)合實(shí)例形式較為詳細(xì)的分析了Java中泛型的概念、原理、定義、使用方法及相關(guān)操作注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文實(shí)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(lái)

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(yùn)行結(jié)果：

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

這段代碼很簡(jiǎn)單，將整形、字符串、對(duì)象放進(jìn)list集合中，然后逐一取出?？梢钥闯觯捎贚ist接口在定義時(shí)并不知道元素的類(lèi)型，因此默認(rèn)為Object,即任意類(lèi)型元素進(jìn)入list集合后都會(huì)自動(dòng)裝箱。而取值的過(guò)程更為復(fù)雜，所有取得的值都是裝箱后的Object對(duì)象，必須得知道每一個(gè)元素的初始類(lèi)型才能拆箱。一般使用集合的時(shí)候，集合的元素往往都是具有共同特征的，比如同屬于一類(lèi)的----那么，如果一開(kāi)始限定了list集合元素的類(lèi)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(bào)錯(cuò)
        // list.add(new Object());//報(bào)錯(cuò)
        list.add("1");
        // 取值
        String var1 = list.get(0);// 無(wú)需轉(zhuǎn)換
    }
}

如此一來(lái)，便有了泛型集合的說(shuō)法。實(shí)際上，查閱List接口的Api會(huì)發(fā)現(xiàn)，List接口正是泛型接口，它可以接受一個(gè)類(lèi)型參數(shù)E，若不傳遞參數(shù)，則默認(rèn)是Object類(lèi)型。

2. 泛型類(lèi)型的繼承關(guān)系

有如下功能的代碼，實(shí)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(wú)法將 TestGeneric 中的 print(java.util.Collection<java.lang.Object>) 應(yīng)用于 (java.util.List<java.lang.String>)
new TestGeneric().print(list);
^
1 錯(cuò)誤

很明顯，意思就是傳遞的參數(shù)類(lèi)型不匹配。難道String不是繼承自O(shè)bject的嗎？沒(méi)錯(cuò)，String是繼承自O(shè)bject的，但是List<String>與List<Object>是截然不同的兩個(gè)類(lèi)型，兩者之間沒(méi)有任何繼承關(guān)系。那如果真的要實(shí)現(xiàn)上面的功能，該如何呢？

2.1 類(lèi)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(gè)未知類(lèi)型，這個(gè)未知類(lèi)型與Object不同，List<?>代表了所有的List<類(lèi)型>的父類(lèi)。

2.2 泛型方法

不只有通配符可以解決泛型繼承的問(wèn)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(lèi)型定義，為方法指明形參中需要用到的T，E類(lèi)型是來(lái)自哪里。既然泛型方法和類(lèi)型通配符都可以實(shí)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(gè)father類(lèi)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(bào)錯(cuò)
    }
}
class Father {
}
class Child extends Father {
}
class Other {
}

上述泛型方法在定義T,E時(shí)已經(jīng)指明了關(guān)系：T是E的子類(lèi)，所以在傳遞參數(shù)的時(shí)候，T要么是E的子類(lèi)，要么就是E本身，所以在傳遞關(guān)系不小心變?yōu)镋 exends T時(shí)，在第三次調(diào)用方法時(shí)報(bào)錯(cuò)了。而如果把上述代碼換成？通配符的話(huà)，則不具有如此強(qiáng)的限定關(guān)系。

總之，泛型方法和？通配符都可以實(shí)現(xiàn)未知類(lèi)型的繼承，但是泛型方法主要強(qiáng)調(diào)多個(gè)未知類(lèi)型之間的依賴(lài)關(guān)系。如果只是單純用作成為一個(gè)通用類(lèi)型的父類(lèi)這一功能的話(huà)，兩者都可以實(shí)現(xiàn)，反而？通配符較為簡(jiǎn)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(fù)制集合并返回原始集合的最后一個(gè)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(lèi)型
找到： java.lang.Number
需要： java.lang.Integer
Integer lastElement= new TestGeneric().copy(des,src);//
^
1 錯(cuò)誤

當(dāng)調(diào)用完copy方法后，系統(tǒng)比對(duì)發(fā)現(xiàn)T類(lèi)型為Number,?類(lèi)型為Integer。所以函數(shù)返回的T類(lèi)型是Number了，所以根本不兼容Integer。要修改上面的代碼，有倆個(gè)辦法，

方法1：

改為

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

分析代碼可以得出，？為T(mén)的子類(lèi)，在方法中T=lastElement這句表現(xiàn)為多態(tài)，雖然返回的是T類(lèi)型，但是多態(tài)的表現(xiàn)為？類(lèi)型，即Interger類(lèi)型，調(diào)用lastElement.getClass()也可發(fā)現(xiàn)返回的是java.lang.Integer類(lèi)型，說(shuō)明此處編譯類(lèi)型為T(mén)類(lèi)型，實(shí)際運(yùn)行類(lèi)型為？類(lèi)型。這就好比如下多態(tài)轉(zhuǎn)換，

Father f=new Child();
Child c=f;//此處一定報(bào)錯(cuò)，類(lèi)型不兼容

雖然f的多態(tài)表現(xiàn)為子類(lèi)Child,但是上面一句連語(yǔ)法檢測(cè)都過(guò)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(lái)，？類(lèi)型變?yōu)榱烁割?lèi)，T類(lèi)型變?yōu)榱俗宇?lèi)，于是在方法中返回的T類(lèi)型對(duì)象，即lastElement就不具有多態(tài)性了。泛型中的上下限是很有學(xué)問(wèn)的，每次看源碼時(shí)都會(huì)琢磨很久，但還是會(huì)在浩瀚的接口+泛型的設(shè)計(jì)中昏迷，這種設(shè)計(jì)真的完全是為了突出面向?qū)ο蟮奶匦裕院舐聊グ伞?/p>

從這也再次可以看出？通配符在處理具有依賴(lài)關(guān)系的泛型方法中，顯得過(guò)于靈活而會(huì)導(dǎo)致一些潛在的隱患。

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希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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