在网上看了好多人关于泛型的讲解,觉得还是自己总结下来,看着方便。
泛型是Java SE 1.5的新特性,泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
泛型(Generic Type或者Generics)是对Java语言的类型系统的一种扩展,以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符,就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。
可以在集合框架(Collection Framework)中看到泛型的动机。例如,Map类允许向一个Map添加任意类的对象,即使最常见的情况是在给定映射(map)中保存某个特定类型(比如String)的对象。
因为Map.get()被定义为返回Object,所以一般必须将Map.get()的结果强制类型转换为期望的类型,如下代码所示:
Map m = new HashMap();
m.put("key", "blarg");
String s = (String) m.get("key");
要让程序通过编译,必须将get()的结果强制类型转换为String,并且希望结果真的是一个String。但是有可能某人已经在该映射中保存了不是String的东西,这样的话,上面的代码将会抛出ClassCastException异常。
理想情况下,您可能会得出这样一个观点,即m是一个Map,它将String键映射到String值。这可以让您消除代码中的强制类型转换,同时获得一个附加的类型检查层,该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。
1.类型安全
泛型的主要目标是提高Java程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制,编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型,这些假设就只存在于程序员的头脑中(或者如果幸运的话,还存在于代码注释中)。
Java程序中的一种流行技术是定义这样的集合,即它的元素或键是公共类型的,比如“String列表”或者“String到String的映射”。通过在变量声明中捕获这一附加的类型信息,泛型允许编译器实施这些附加的类型约束。类型错误现在就可以在编译时被捕获了,而不是在运行时当作ClassCastException展示出来。将类型检查从运行时挪到编译时有助于您更容易找到错误,并可提高程序的可靠性。
2.消除强制类型转换
泛型的一个附带好处是,消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读,并且减少了出错机会。
尽管减少强制类型转换可以降低使用泛型类的代码的罗嗦程度,但是声明泛型变量会带来相应的罗嗦。比较下面两个代码例子。
该代码不使用泛型:
List li = new ArrayList();
li.put(new Integer(3));
Integer i = (Integer) li.get(0);
该代码使用泛型:
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.put(new Integer(3));
Integer i = li.get(0);
在简单的程序中使用一次泛型变量不会降低罗嗦程度。但是对于多次使用泛型变量的大型程序来说,则可以累积起来降低罗嗦程度。
3.潜在的性能收益
泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中,编译器将强制类型转换(没有泛型的话,程序员会指定这些强制类型转换)插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实,为未来版本的JVM的优化带来可能。
由于泛型的实现方式,支持泛型(几乎)不需要JVM或类文件更改。所有工作都在编译器中完成,编译器生成类似于没有泛型(和强制类型转换)时所写的代码,只是更能确保类型安全而已。
4.泛型用法的例子
泛型的许多最佳例子都来自集合框架,因为泛型让您在保存在集合中的元素上指定类型约束。考虑这个使用Map类的例子,其中涉及一定程度的优化,即Map.get()返回的结果将确实是一个String:
Map m = new HashMap();
m.put("key", "blarg");
String s = (String) m.get("key");
如果有人已经在映射中放置了不是String的其他东西,上面的代码将会抛出ClassCastException。泛型允许您表达这样的类型约束,即m是一个将String键映射到String值的Map。这可以消除代码中的强制类型转换,同时获得一个附加的类型检查层,这个检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。
下面的代码示例展示了JDK 5.0中集合框架中的Map接口的定义的一部分:
public interface Map<K, V> {
public void put(K key, V value);
public V get(K key);
}
注意该接口的两个附加物:
l 类型参数K和V在类级别的规格说明,表示在声明一个Map类型的变量时指定的类型的占位符。
l 在get()、put()和其他方法的方法签名中使用的K和V。
为了赢得使用泛型的好处,必须在定义或实例化Map类型的变量时为K和V提供具体的值。以一种相对直观的方式做这件事:
Map<String, String> m = new HashMap<String, String>();
m.put("key", "blarg");
String s = m.get("key");
当使用Map的泛型化版本时,您不再需要将Map.get()的结果强制类型转换为String,因为编译器知道get()将返回一个String。
在使用泛型的版本中并没有减少键盘录入;实际上,比使用强制类型转换的版本需要做更多键入。使用泛型只是带来了附加的类型安全。因为编译器知道关于您将放进Map中的键和值的类型的更多信息,所以类型检查从执行时挪到了编译时,这会提高可靠性并加快开发速度。
5.向后兼容
在Java语言中引入泛型的一个重要目标就是维护向后兼容。尽管JDK 5.0的标准类库中的许多类,比如集合框架,都已经泛型化了,但是使用集合类(比如HashMap和ArrayList)的现有代码将继续不加修改地在JDK 5.0中工作。当然,没有利用泛型的现有代码将不会赢得泛型的类型安全好处。
泛型的基本写法:
传统的代码写法如下:
List myList1 = new LinkedList();
myList1.add(new Integer(1));
int value=(Integer)myList1.iterator().next();
System.out.println(value);
使用泛型之后写法:
List<Integer> myList2 = new LinkedList<Integer>();
myList2.add(new Integer(2));
int value2 = myList2.iterator().next();
System.out.println(value2);
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