Java泛型

chenzehe

浏览: 533939 次
性别:
来自: 杭州

最近访客更多访客>>

bfs198

theseus

omeweb

hdmo19858

博主相关

博客

微博

相册

留言

关于我

文章分类

社区版块

存档分类

博客分类：

Java基础

1、泛型为JDK1.5 之后出现的新特性，类中的属性类型由外部定义，而且在声明类的时候应该采取下面形式：

class 类名称 < 泛型类型，泛型类型， ...>{

}

如下类Point ：

package com.chenzehe.test;

public class Point<T> { // T为泛型类型，也可以由其它字母声明
     private T x ;
     private T y ;

     public T getX() {
         return x ;
     }

     public void setX(T x) {
         this . x = x;
     }

     public T getY() {
         return y ;
     }

     public void setY(T y) {
         this . y = y;
     }
}

程序中属性的类型不再由程序中设定，而是由实例化对象的时候在外部指定。

在没有泛型之前，从集合中读取到每个对象都必须进行转换，如果不小心插入了类型错误的对象，只有在运行到转换的地方才会出现错误。有了泛型之后，可以告诉编译器每个集合中接受哪些对象类型，在编译的时候就能知道插入的类型是否正确。

2、泛型擦除

如果在使用泛型的时候没有指定泛型类型，则表示擦除泛型，class<T> 将按照 Object 类型进行接收，保证程序不出错，如下：

package com.chenzehe.test;

public class Test {
     public static void main(String[] args) {
         Point point = new Point ();
         point.setX(10) ;
         point.setY(20) ;
     }
}

但是该程序会出现警告信息，要想去掉警告信息，则指定 T为 Object 类型，如
Point <Object> point = new Point <Object>();

但是这种程序没有任何意义，在开发中建议不要擦除泛型。

每全泛型都定义一个原生态类型(raw type)，即不带任何实际类型参数的泛型名称，如List<T>相对应的原生态类型就是List，原生态类型就像从类型声明中删除所有泛型信息一样。

在jdk 1.5之前，有如下代码：

private final Collection stamps=... ;

如果不小心将一个Coin类型对象放到stamp集合中，这种错误在编译时不会出现任何错误：

stamps.add(new Coin(...));

直到从stamp集合中获取coin时才会出现错误：

for (Iterator i = stamps.iterator() ; i.hasNext();){
    Stamp s = (Stamp) i.next();
}

有了泛型，就可以有如下声明：

private final Collection<Stamp> stamps = ... ;

如果插入的对象类型不是Stamp编译器就会报错而不用等到运行到该行代码才出错。

如上所述，如果不提供类型参数，使用集合类型和其它泛型也仍然是合法的，但是不应该这么做，如果使用原生态类型，就失掉了泛型在安全性和表述性方面的优势。既然不应该这么做，但是为什么jdk中还允许呢，这是为了提供兼容性，因为泛型出现的时候，已经存在没有使用泛型的大量java代码，人们认为让所有这些代码保持合法，并且能够与使用泛型的代码互用。

3、泛型通配符？

如下程序：

Integer integer = new Integer(10);
Object obj = integer;

可以进行向上转型，而对于泛型中定义的类型则不能向上转型，如：

Point<Object> objectPoint = new Point<Object>();
Point<Integer> integerPoint = new Point<Integer>();
objectPoint = integerPoint ; // 不能向上转型

如下代码，在调用 print函数时不能向上转型而出错：

package com.chenzehe.test;

public class Test {
     public static void main(String[] args) {
         Point<Object> objectPoint = new Point<Object>();
         Point<Integer> integerPoint = new Point<Integer>();
         print (objectPoint);
         print (integerPoint); //不能向上转型，调用出错
     }

     public static void print(Point<Object> p) {
         System. out .println(p.getX());
         System. out .println(p.getY());
     }
}

要想实现调用，则可以在声明函数参数时使用擦除泛型的方式，如下：

public static void print(Point p) {
     System. out .println(p.getX());
     System. out .println(p.getY());
}

这样 print (integerPoint); 就可以实现调用，但是 print函数声明还是有警告信息，并且在使用时转型还可能出现异常，最好的解决方法是声明 print 函数时使用泛型通配符？，如：

public static void print(Point< ？ > p) {
     System. out .println(p.getX());
     System. out .println(p.getY());
}

？表示可以接收任何泛型，但是使用泛型通配符时，该类型对象只有可读属性，没有可写属性，如上面p.getX() 方法可以使用，但是 set 方法不能使用，如 p. setX (123); 不可以使用。

泛型通配符和原生态类型间有什么区别？泛型通配符是类型安全的，原生态类型是不安全的。

虽然不应该在代码中使用像List这样的原生态类型，使用参数化的类型以允许插入任意对象，如List<Object>，这样还是可以的。不严格的来说，原生态类型逃避了类型检察，而List<Object>告诉编译器他能够持有任意类型的对象。虽然你可以将List<String>传递给类型List的参数，但是不能将他传递给类型List<Object>的参数。

4、泛型上限

指泛型类型可以指定的最大的父类，如将上限设置为Number 类型，则此时可以接收的泛型类型只能为 Number 或其子类 Integer 等，语法为：

Class <T extends 父类 >

如将上面Point 类泛型设置为最后只能是 Number 类型：

package com.chenzehe.test;

    public class Point< T extends Number> { // T 只能为 Number类型或其子类
         private T x ;
         private T y ;

         public T getX() {
             return x ;
         }

         public void setX( T x) {
             this . x = x;
         }

         public T getY() {
             return y ;
         }

         public void setY( T y) {
             this . y = y;
         }
}

在使用该泛型时， Point<Integer> integerPoint = new Point<Integer>(); 可以使用，而 Point< String > stringPoint = new Point< String >(); 则不能使用。

泛型上限也可以在方法上使用，如下面在接收参数时使用：

package com.chenzehe.test;

public class Test {
     public static void main(String[] args) {
         Point<Integer> integerPoint = new Point<Integer>();
         print (integerPoint);
     }

     public static void print(Point<? extends Number > p) {
         System. out .println(p.getX());
         System. out .println(p.getY());
     }
}

5、泛型下限

指泛型只能设置其具体的类或者父类，使用super 关键字定义，在定义泛型类型时不能使用泛型下限，只有在使用时才能定义下限，如：

Point类要定义成 public class Point<T super Integer> 则报错，但是在 print方法中可以定义，如：

public static void print(Point<? super Integer > p) {
     System. out .println(p.getX());
     System. out .println(p.getY());
}

6、泛型接口

泛型不但可以作用在类上，还可以作用在接口上，定义如下：

interface 接口名称 < 泛型类型 , 泛型类型 ,...>

如下实例定义泛型接口IDemo ：

package  com.chenzehe.test;
public   interface  IDemo<T>  {
     void   print ( T param ) ;
}

有两种方式可以实现该接口，方式一：实现类不指定具体泛型类型

package  com.chenzehe.test;
public   class  DemoImpl<T>  implements  IDemo<T>  {
     public   void  print ( T  param )   {
         System. out .println ( "param = "  +  param ) ;
     }
}

方式二：实现类指定具体泛型类型

package  com.chenzehe.test;
public   class  DemoImpl  implements  IDemo< String >  {
     public   void  print ( String  param )   {
        System. out .println ( "param = "  + param ) ;
    }
}

7、泛型方法

泛型还可以定义在方法上，在方法中使用泛型，该方法所在的类不一定是泛型操作类。如：

package  com.chenzehe.test;
public   class  Demo  {
    public  <T> T print ( T  param )   {
         return   param ;
     }
}

也可以将方法返回值定义成泛型数组：

public  <T>  T []  Print ( T... params )   {
     return  params;
}

8、泛型嵌套设置

定义Info 类：

package  com.chenzehe.test;
public   class  Info<T>  {
     private  T param ;

     public  T getParam ()   {
         return   this . param ;
     }

     public   void  setParam ( T param )   {
         this . param  = param;
     }
}

定义Person 类：

package  com.chenzehe.test;
public   class  Person< T >  {
     private   T info ;

     public   T  getInfo ()   {
         return   this . info ;
     }

     public   void  setInfo ( T  info )   {
         this . info  = info;
     }
}

测试类：

package  com.chenzehe.test;
public   class  Test  {
     public   static   void  main ( String []  args )   {
         Person<Info<String>> person =  new  Person<Info<String>> () ;
         person.setInfo ( new  Info<String> ()) ;
         person.getInfo () .setParam ( "chenzehe" ) ;
         System. out .println ( person.getInfo () .getParam ()) ;
     }
}

9、消除非受检警告

在使用泛型编程时，会遇到许多编译器警告：非受检强制转化警告(unchecked cast warnings)、非受检方法调用警告、以及非受检转换警告(unchecked conversion warnings)。

有许多非受检警告很容易消除，如下面的警告：

Set<Lark> exaltation = new HashSet();

编译器会提示出错，可以改成下面就消除警告

Set<Lark> exaltation = new HashSet<Lark>();

如果无法消除警告，同时可以证明引起警告的代码类型是安全的，只有在这种情况下才可以使用一个@SuppressWarnings("unchecked")注解来禁止这个警告。SuppressWarnings可以使用在任何粒度的级别中，从局部变量到整个类都可以，应该在尽可能小的范围中使用SuppressWarnings注解。

10、列表优先于数组

数组与泛型相比有两个重要的不同点，首先，数组是协变的(covariant)，表示如果Sub为Super的子类型，那么数组类型Sub[]就是Super[]的子类型，相反泛型是不可变的(invariant)，表示对于任意两个不同的类型Type1和Type2，List<Type1>即不是List<Type2>的子类型，也不是List<Type2>的父类型。

下在代码是合法的：

// Fails at runtime
Object[] objectsArray = new Long[1];
objectsArray[0] = "I don't fit in";  // Throws ArrayStoreException

下面代码是不合法的：

// Won't compile!
List<Object> ol = new ArrayList<Long>(); // Incompatible types
ol.add("I don't fit in");

上面两种方法都不能将String存到Long容器中，但是使用数组，则只有在运行时才发现异常，利用列表，则可以在编辑时就发现错误。

数组和泛型第二大区别在于，数组是具体化的(reified)。因此数组会在运行时才知道并检查它们的元素类型约束，而泛型则是擦除(erasure)来实现的，因此泛型只在编译的时候强化他们的类型信息，并在运行时丢弃(或擦除)它们的类型信息。

由于上述区别，因此数组和泛型不能很好地混合使用。例如创建泛型、参数化类型或者类型参数的数组都是非法的，下面表达式都是非法的：new List<E>[]、new List<String>[]、new E[]，这些在编译时都会导致一个generic array creation错误。

10、优先考虑泛型

一般来说，将集合声明参数化，以及使用JDK所提供的泛型和泛型方法都不太难，编写自己的泛型会比较困难此，如下面代码是一个堆栈的实现：

import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

/**
 * Huisou.com Inc. Copyright (c) 2011-2012 All Rights Reserved.
 */
public class Stack {
	private Object[]			elements;
	private int					size						= 0;
	private static final int	DEFAULT_INITIAL_CAPACITY	= 16;
	
	public Stack() {
		elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
	}
	
	public void push(Object e) {
		ensureCapacity();
		elements[size++] = e;
	}
	
	public Object pop() {
		if (0 == size) {
			throw new EmptyStackException();
		}
		Object result = elements[--size];
		elements[size] = null;// 不设置为null可能导致内存溢出
		return result;
	}
	
	public boolean isEmpty() {
		return size == 0;
	}
	
	private void ensureCapacity() {
		if (elements.length == size) {
			elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
		}
	}
}

把该Stack类改成用泛型实现如下：

import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

/**
 * Huisou.com Inc. Copyright (c) 2011-2012 All Rights Reserved.
 */
public class Stack<E> {
	private E[]			elements;
	private int					size						= 0;
	private static final int	DEFAULT_INITIAL_CAPACITY	= 16;
	
	public Stack() {
		elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
	}
	
	public void push(E e) {
		ensureCapacity();
		elements[size++] = e;
	}
	
	public E pop() {
		if (0 == size) {
			throw new EmptyStackException();
		}
		E result = elements[--size];
		elements[size] = null;// 不设置为null可能导致内存溢出
		return result;
	}
	
	public boolean isEmpty() {
		return size == 0;
	}
	
	private void ensureCapacity() {
		if (elements.length == size) {
			elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
		}
	}
}

上面代码在

elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];

报错，不能把泛型和数组混合使用，要解决该问题有两种方法：

第一种，直接绕过创建泛型数组的禁令，创建一个Object数组，然后将它转换成泛型数组类型，如下

elements =(E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];

该代码编辑器会有警告信息，确保未受检的转换不会危及到程序的类型安全信息，上面代码中，只有push(E e)方法会改会elements中元素类型，而push方法只处理E类型信息，所以可以认为是类型安全的，在该方法中使SuppressWarnings来消除警告信息，如下：

	@SuppressWarnings("unchecked")
	public Stack() {
		elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
	}

第二种，将elements域的类型从E[]改成Object[]类型，如下：

private Object[]			elements;

public Stack() {
	elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
}

此种方法在pop()方法中也会报错：

E result = elements[--size];

把数组中取得的元素Object转换成E，但是会有一个警告信息：

E result = (E) elements[--size];

由于E是一个不可具体化的(non-reifiable)类型，编译器无法在编译的时候进行转换检验，但是可以证明未受检的类型是安全的，所以可以在该转换上加上SuppressWarnings消除警告信息，注意没必要在pop方法上使用SuppressWarnings，如下：

	public E pop() {
		if (0 == size) {
			throw new EmptyStackException();
		}
		@SuppressWarnings("unchecked")
		E result = (E) elements[--size];
		elements[size] = null;// 不设置为null可能导致内存溢出
		return result;
	}

上面两种方法使用哪种都可以，但是禁止数组类型的未受检比禁止标量类型的更加危险，所以建议采用第二种方法，但是在比Stack更实际的应用中，或许代码中有多个地方需要从数组中读取元素，因此第二种方案需要多次进行转换成E，而不是只转换成E[]，这也是第一种方案更常用的原因。

11、泛型的本质

C#泛型类在编译时，先生成中间代码IL，通用类型T只是一个占位符。在实例化类时，根据用户指定的数据类型代替T并由即时编译器（JIT）生成本地代码，这个本地代码中已经使用了实际的数据类型，等同于用实际类型写的类。C#里面的泛型无论是在程序的源代码中、编译后的IL中、还是运行时的CLR中都是切实存在的，List<Integer>与List<String>就是两个不同的泛型，它们在系统运行期生成，有自己的虚方法表和类型数据，这种实现称为类型膨胀，是真实的泛型。

Java中的泛型不一样，是Java的语法糖，它只在程序源代码中存在，编译后的字节码文件中已经已经被替换为原生类型，并且根据需要在相应的地方加入的强制类型转换，因此对于Java来说，List<Integer>与List<String>实现上是同一个类型，经过编译后都成为List类型，所以说Java语言的泛型就是种语法糖，Java的泛型实现为类型擦除，为伪泛型。

分享到：

Solr 创建索引 XML格式 | Java对象序列化

2012-05-06 23:22
浏览 1837
评论(0)
分类:编程语言
查看更多

发表评论

您还没有登录,请您登录后再发表评论

最近访客更多访客>>

博主相关

文章分类

社区版块

存档分类

最新评论

Java泛型

评论

发表评论

相关推荐

最近访客 更多访客>>

博主相关

文章分类

社区版块

存档分类

最新评论

Java泛型

评论

发表评论

相关推荐

Java异常机制Error类和Exception类

RPC框架简单实现

Java读取文件中单词进行排序并写到另一个文件中

Java级联调用方法的类设计

用反射解析jar文件并执行里面Java代码

Hadoop IPC RPC类中对请求的客户端缓存类ClientCache问题

Java NIO 使用实例

Java 远程接口调用 RMI

Comparable Comparator 的区别

Java 枚举使用实例

Java集合框架 Map接口

Java集合框架 Collection接口

Java集合框架

携带结果的任务Callable和Future

线程池的使用

Executor框架和线程池

同步工具类之Exchanger

同步工具类之CyclicBarrier循环的barrier

同步工具类之CountDownLatch倒数计数器

同步工具类之Semaphore 信号量

最近访客更多访客>>