JAVA泛型编程笔记
?? 1介紹
???? Java泛型編程是JDK1.5版本后引入的。泛型讓編程人員能夠使用類型抽象，通常用于集合里面。
???? 下面是一個(gè)不用泛型例子：
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1 List myIntList=new LinkedList(); //1 2 myIntList.add(newInteger(0)); //2 3 Integer x=(Integer)myIntList.iterator().next(); //3???
????? 注意第3行代碼，但這是讓人很不爽的一點(diǎn)，因?yàn)槌绦騿T肯定知道自己存儲(chǔ)在List里面的對(duì)象類型是Integer，但是在返回列表中元素時(shí)，還是必須強(qiáng)制轉(zhuǎn)換類型，這是為什么呢？原因在于，編譯器只能保證迭代器的next()方法返回的是Object類型的對(duì)象，為保證Integer變量的類型安全，所以必須強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。
????? 這種轉(zhuǎn)換不僅顯得混亂，更可能導(dǎo)致類型轉(zhuǎn)換異常ClassCastException，運(yùn)行時(shí)異常往往讓人難以檢測(cè)到。保證列表中的元素為一個(gè)特定的數(shù)據(jù)類型，這樣就可以取消類型轉(zhuǎn)換，減少發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，?這也是泛型設(shè)計(jì)的初衷。下面是一個(gè)使用了泛型的例子：
1 List<Integer> myIntList=newLinkedList<Integer>(); //1’ 2 myIntList.add(newInteger(0)); //2’ 3 Integerx=myIntList.iterator().next(); //3’???在第1行代碼中指定List中存儲(chǔ)的對(duì)象類型為Integer，這樣在獲取列表中的對(duì)象時(shí)，不必強(qiáng)制轉(zhuǎn)換類型了。
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2定義簡(jiǎn)單的泛型
???? 下面是一個(gè)引用自java.util包中的接口List和Iterator的定義，其中用到了泛型技術(shù)。
1 public interface List<E> { 2 <span style="white-space: pre;"> </span>void add(E x); 3 <span style="white-space: pre;"> </span>Iterator<E> iterator(); 4 } 5 public interface Iterator<E> { 6 <span style="white-space: pre;"> </span>E next(); 7 <span style="white-space: pre;"> </span>boolean hasNext(); 8 }????? 這跟原生類型沒有什么區(qū)別，只是在接口后面加入了一個(gè)尖括號(hào)，尖括號(hào)里面是一個(gè)類型參數(shù)（定義時(shí)就是一個(gè)格式化的類型參數(shù)，在調(diào)用時(shí)會(huì)使用一個(gè)具體的類型來(lái)替換該類型）。
???????也許可以這樣認(rèn)為，List<Integer>表示List中的類型參數(shù)E會(huì)被替換成Integer。
1 public interface IntegerList { 2 <span style="white-space: pre;"> </span>void add(Integer x) 3 <span style="white-space: pre;"> </span>Iterator<Integer> iterator(); 4 }????? 類型擦除指的是通過(guò)類型參數(shù)合并，將泛型類型實(shí)例關(guān)聯(lián)到同一份字節(jié)碼上。編譯器只為泛型類型生成一份字節(jié)碼，并將其實(shí)例關(guān)聯(lián)到這份字節(jié)碼上，因此泛型類型中的靜態(tài)變量是所有實(shí)例共享的。此外，需要注意的是，一個(gè)static方法，無(wú)法訪問泛型類的類型參數(shù)，因?yàn)轭愡€沒有實(shí)例化，所以，若static方法需要使用泛型能力，必須使其成為泛型方法。類型擦除的關(guān)鍵在于從泛型類型中清除類型參數(shù)的相關(guān)信息，并且再必要的時(shí)候添加類型檢查和類型轉(zhuǎn)換的方法。在使用泛型時(shí)，任何具體的類型都被擦除，唯一知道的是你在使用一個(gè)對(duì)象。比如：List<String>和List<Integer>在運(yùn)行事實(shí)上是相同的類型。他們都被擦除成他們的原生類型，即List。因?yàn)榫幾g的時(shí)候會(huì)有類型擦除，所以不能通過(guò)同一個(gè)泛型類的實(shí)例來(lái)區(qū)分方法，如下面的例子編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)轭愋筒脸?#xff0c;兩個(gè)方法都是List類型的參數(shù)，因此并不能根據(jù)泛型類的類型來(lái)區(qū)分方法。
1 /*會(huì)導(dǎo)致編譯時(shí)錯(cuò)誤*/ 2 public class Erasure{ 3 public void test(List<String> ls){ 4 System.out.println("Sting"); 5 } 6 public void test(List<Integer> li){ 7 System.out.println("Integer"); 8 } 9 }??????那么這就有個(gè)問題了，既然在編譯的時(shí)候會(huì)在方法和類中擦除實(shí)際類型的信息，那么在返回對(duì)象時(shí)又是如何知道其具體類型的呢？如List<String>編譯后會(huì)擦除掉String信息，那么在運(yùn)行時(shí)通過(guò)迭代器返回List中的對(duì)象時(shí)，又是如何知道List中存儲(chǔ)的是String類型對(duì)象呢？
???????擦除在方法體中移除了類型信息，所以在運(yùn)行時(shí)的問題就是邊界：即對(duì)象進(jìn)入和離開方法的地點(diǎn)，這正是編譯器在編譯期執(zhí)行類型檢查并插入轉(zhuǎn)型代碼的地點(diǎn)。泛型中的所有動(dòng)作都發(fā)生在邊界處：對(duì)傳遞進(jìn)來(lái)的值進(jìn)行額外的編譯期檢查，并插入對(duì)傳遞出去的值的轉(zhuǎn)型。
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??? 3.泛型和子類型
????? 為了徹底理解泛型，這里看個(gè)例子：（Apple為Fruit的子類）
List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>(); //1 List<Fruit> fruits = apples; //2????? 第1行代碼顯然是對(duì)的，但是第2行是否對(duì)呢？我們知道Fruit fruit = new Apple()，這樣肯定是對(duì)的，即蘋果肯定是水果，但是第2行在編譯的時(shí)候會(huì)出錯(cuò)。這會(huì)讓人比較納悶的是一個(gè)蘋果是水果，為什么一箱蘋果就不是一箱水果了呢？可以這樣考慮，我們假定第2行代碼沒有問題，那么我們可以使用語(yǔ)句fruits.add(new Strawberry())（Strawberry為Fruit的子類）在fruits中加入草莓了，但是這樣的話，一個(gè)List中裝入了各種不同類型的子類水果，這顯然是不可以的，因?yàn)槲覀冊(cè)谌〕鯨ist中的水果對(duì)象時(shí)，就分不清楚到底該轉(zhuǎn)型為蘋果還是草莓了。
????? 通常來(lái)說(shuō)，如果Foo是Bar的子類型，G是一種帶泛型的類型，則G<Foo>不是G<Bar>的子類型。這也許是泛型學(xué)習(xí)里面最讓人容易混淆的一點(diǎn)。
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??? 4.通配符
???? 4.1通配符？
???? 先看一個(gè)打印集合中所有元素的代碼。
1 //不使用泛型 2 void printCollection(Collection c) { 3 <span style="white-space: pre;"> </span>Iterator i=c.iterator(); 4 <span style="white-space: pre;"> </span>for (k=0;k < c.size();k++) { 5 <span style="white-space: pre;"> </span>System.out.println(i.next()); 6 <span style="white-space: pre;"> </span>} 7 } 1 //使用泛型 2 void printCollection(Collection<Object> c) { 3 for (Object e:c) { 4 System.out.println(e); 5 } 6 }????? 很容易發(fā)現(xiàn)，使用泛型的版本只能接受元素類型為Object類型的集合如ArrayList<Object>();如果是ArrayList<String>，則會(huì)編譯時(shí)出錯(cuò)。因?yàn)槲覀兦懊嬲f(shuō)過(guò)，Collection<Object>并不是所有集合的超類。而老版本可以打印任何類型的集合，那么如何改造新版本以便它能接受所有類型的集合呢？這個(gè)問題可以通過(guò)使用通配符來(lái)解決。修改后的代碼如下所示：
//使用通配符？，表示可以接收任何元素類型的集合作為參數(shù) void printCollection(Collection<?> c) { <span style="white-space: pre;"> </span>for (Object e:c) { <span style="white-space: pre;"> </span>System.out.println(e); <span style="white-space: pre;"> </span>} }????? 這里使用了通配符？指定可以使用任何類型的集合作為參數(shù)。讀取的元素使用了Object類型來(lái)表示，這是安全的，因?yàn)樗械念惗际荗bject的子類。這里就又出現(xiàn)了另外一個(gè)問題，如下代碼所示，如果試圖往使用通配符？的集合中加入對(duì)象，就會(huì)在編譯時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。需要注意的是，這里不管加入什么類型的對(duì)象都會(huì)出錯(cuò)。這是因?yàn)橥ㄅ浞?#xff1f;表示該集合存儲(chǔ)的元素類型未知，可以是任何類型。往集合中加入元素需要是一個(gè)未知元素類型的子類型，正因?yàn)樵摷洗鎯?chǔ)的元素類型未知，所以我們沒法向該集合中添加任何元素。唯一的例外是null，因?yàn)閚ull是所有類型的子類型，所以盡管元素類型不知道，但是null一定是它的子類型。
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???? 另一方面，我們可以從List<?> lists中獲取對(duì)象，雖然不知道List中存儲(chǔ)的是什么類型，但是可以肯定的是存儲(chǔ)的類型一定是Object的子類型，所以可以用Object類型來(lái)獲取值。如for(Object obj: lists)，這是合法的。
?? 4.2邊界通配符
?? 1）？extends通配符
假定有一個(gè)畫圖的應(yīng)用，可以畫各種形狀的圖形，如矩形和圓形等。為了在程序里面表示，定義如下的類層次：
???? 為了畫出集合中所有的形狀，我們可以定義一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)接受帶有泛型的集合類對(duì)象作為參數(shù)。但是不幸的是，我們只能接收元素類型為Shape的List對(duì)象，而不能接收類型為L(zhǎng)ist<Cycle>的對(duì)象，這在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)。為了解決這個(gè)問題，所以有了邊界通配符的概念。這里可以采用public void drawAll(List<? extends Shape>shapes)來(lái)滿足條件，這樣就可以接收元素類型為Shape子類型的列表作為參數(shù)了。
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?????? 這里就又有個(gè)問題要注意了，如果我們希望在List<？exends Shape> shapes中加入一個(gè)矩形對(duì)象，如下所示：
shapes.add(0, new Rectangle()); //compile-time error
那么這時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)編譯時(shí)錯(cuò)誤，原因在于：我們只知道shapes中的元素時(shí)Shape類型的子類型，具體是什么子類型我們并不清楚，所以我們不能往shapes中加入任何類型的對(duì)象。不過(guò)我們?cè)谌〕銎渲袑?duì)象時(shí)，可以使用Shape類型來(lái)取值，因?yàn)殡m然我們不知道列表中的元素類型具體是什么類型，但是我們肯定的是它一定是Shape類的子類型。
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?????? 2）？super通配符
???????這里還有一種邊界通配符為？super。比如下面的代碼：
這表示cicleSupers列表存儲(chǔ)的元素為Cicle的超類，因此我們可以往其中加入Cicle對(duì)象或者Cicle的子類對(duì)象，但是不能加入Shape對(duì)象。這里的原因在于列表cicleSupers存儲(chǔ)的元素類型為Cicle的超類，但是具體是Cicle的什么超類并不清楚。但是我們可以確定的是只要是Cicle或者Circle的子類，則一定是與該元素類別兼容。
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3)邊界通配符總結(jié)
<!--[if !supportLists]-->l?????????<!--[endif]-->如果你想從一個(gè)數(shù)據(jù)類型里獲取數(shù)據(jù)，使用?? extends?通配符
<!--[if !supportLists]-->l?????????<!--[endif]-->如果你想把對(duì)象寫入一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里，使用?? super?通配符
<!--[if !supportLists]-->l?????????<!--[endif]-->如果你既想存，又想取，那就別用通配符。
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5.泛型方法
考慮實(shí)現(xiàn)一個(gè)方法，該方法拷貝一個(gè)數(shù)組中的所有對(duì)象到集合中。下面是初始的版本：
可以看到顯然會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤，原因在之前有講過(guò)，因?yàn)榧蟘中的類型未知，所以不能往其中加入任何的對(duì)象（當(dāng)然，null除外）。解決該問題的一種比較好的辦法是使用泛型方法，如下所示：
注意泛型方法的格式，類型參數(shù)<T>需要放在函數(shù)返回值之前。然后在參數(shù)和返回值中就可以使用泛型參數(shù)了。具體一些調(diào)用方法的實(shí)例如下：
注意到我們調(diào)用方法時(shí)并不需要傳遞類型參數(shù),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷類型參數(shù)并調(diào)用合適的方法。當(dāng)然在某些情況下需要指定傳遞類型參數(shù)，比如當(dāng)存在與泛型方法相同的方法的時(shí)候（方法參數(shù)類型不一致），如下面的一個(gè)例子：
如例子中所示，當(dāng)不指定類型參數(shù)時(shí)，調(diào)用的是普通的方法，如果指定了類型參數(shù)，則調(diào)用泛型方法。可以這樣理解，因?yàn)榉盒头椒ň幾g后類型擦除，如果不指定類型參數(shù)，則泛型方法此時(shí)相當(dāng)于是public void go(Object t)。而普通的方法接收參數(shù)為String類型，因此以String類型的實(shí)參調(diào)用函數(shù)，肯定會(huì)調(diào)用形參為String的普通方法了。如果是以O(shè)bject類型的實(shí)參調(diào)用函數(shù)，則會(huì)調(diào)用泛型方法。
6.其他需要注意的小點(diǎn)
1）方法重載
在JAVA里面方法重載是不能通過(guò)返回值類型來(lái)區(qū)分的，比如代碼一中一個(gè)類中定義兩個(gè)如下的方法是不容許的。但是當(dāng)參數(shù)為泛型類型時(shí)，卻是可以的。如下面代碼二中所示，雖然形參經(jīng)過(guò)類型擦除后都為L(zhǎng)ist類型，但是返回類型不同，這是可以的。
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2）泛型類型是被所有調(diào)用共享的
???????所有泛型類的實(shí)例都共享同一個(gè)運(yùn)行時(shí)類，類型參數(shù)信息會(huì)在編譯時(shí)被擦除。因此考慮如下代碼，雖然ArrayList<String>和ArrayList<Integer>類型參數(shù)不同，但是他們都共享ArrayList類，所以結(jié)果會(huì)是true。
3）instanceof
不能對(duì)確切的泛型類型使用instanceOf操作。如下面的操作是非法的，編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)。
4)泛型數(shù)組問題
不能創(chuàng)建一個(gè)確切泛型類型的數(shù)組。如下面代碼會(huì)出錯(cuò)。
List<String>[] lsa = new ArrayList<String>[10];?//compile error.
???????因?yàn)槿绻梢赃@樣，那么考慮如下代碼，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。
因此只能創(chuàng)建帶通配符的泛型數(shù)組，如下面例子所示，這回可以通過(guò)編譯，但是在倒數(shù)第二行代碼中必須顯式的轉(zhuǎn)型才行，即便如此，最后還是會(huì)拋出類型轉(zhuǎn)換異常，因?yàn)榇鎯?chǔ)在lsa中的是List<Integer>類型的對(duì)象，而不是List<String>類型。最后一行代碼是正確的，類型匹配，不會(huì)拋出異常。
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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/UniqueColor/p/5712358.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的JAVA泛型编程笔记的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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