一、基本概念和用法

在Java語言處于還沒有出現(xiàn)泛型的版本時，只能通過Object是所有類型的父類和類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換兩個特點的配合來實現(xiàn)類型泛化。例如在哈希表的存取中，JDK1.5之前使用HashMap的get()方法，返回值就是一個Object對象，由于Java語言里面所有的類型都繼承于java.lang.Object，那Object轉(zhuǎn)型為任何對象成都是有可能的。但是也因為有無限的可能性，就只有程序員和運行期的虛擬機(jī)才知道這個Object到底是個什么類型的對象。在編譯期間，編譯器無法檢查這個Object的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型是否成功，如果僅僅依賴程序員去保障這項操作的正確性，許多ClassCastException的風(fēng)險就會被轉(zhuǎn)嫁到程序運行期之中。

泛型是JDK1.5的一項新特性，它的本質(zhì)是將類型參數(shù)化，簡單的說就是將所操作的數(shù)據(jù)類型指定為一個參數(shù)，在用到的時候通過傳參來指定具體的類型。在Java中，這種參數(shù)類型可以用在類、接口和方法的創(chuàng)建中，分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。

一個泛型類的例子如下：

//將要操作的數(shù)據(jù)類型指定為參數(shù)T public class Box<T> {private T t;public void add(T t) {this.t = t;}public T get() {return this.t;} } //使用的時候指定具體的類型為Integer //那么Box類里面的所有T都相當(dāng)于Integer了 Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();

泛型接口和泛型方法的定義和使用示例如下：

//泛型接口 interface Show<T,U> {void show(T t,U u); }class ShowTest implements Show<String,Date> {@Override public void show(String str,Date date) {System.out.println(str);System.out.println(date);} }public static void main(String[] args) { ShowTest showTest = new ShowTest();showTest.show("Hello",new Date()); } //泛型方法 public <T, U> T get(T t, U u) {if (u != null)return t;elsereturn null; }String str = get("Hello", "World");

從上面的例子可以看出，用尖括號<>來聲明泛型變量，可以有多個類型變量，例如Show<T, U>，但是類型變量名不能重復(fù)，例如Show<T, T>是錯誤的。另外，類型變量名一般使用大寫形式，且比較短（不強(qiáng)制，只是一種命名規(guī)約），下面是一些常用的類型變量：

• E：元素（Element），多用于java集合框架
  
• K：關(guān)鍵字（Key）
  
• N：數(shù)字（Number）
  
• T：類型（Type）
  
• V：值（Value）
  
• S：第二類型
  
• U：第三類型

二、泛型變量的類型限定

類型限定就是使用extends關(guān)鍵字對類型變量加以約束。比如限定泛型參數(shù)只接受Number類或者子類Integer、Float等，可以這樣限定，這樣限定之后，實際參數(shù)只能是Number類或者Number的子類。下面舉例詳細(xì)說明：

//定義一個水果類 //里面有一個示例方法getWeight()可以獲取水果重量 public class Fruit {public int getWeight() {return 10; //這里假設(shè)所有水果重量都是10} } public class Apple extends Fruit {}--------------------------------------------------------------------------------------------//定義泛型類Box，并限定類型參數(shù)為Fruit public class Box<T extends Fruit> {}--------------------------------------------------------------------------------------------//由于Box限定了類型參數(shù)，實際類型參數(shù)只能是Fruit或者Fruit的子類 Box<Fruit> integerBox = new Box<Fruit>();//編譯通過 Box<Apple> integerBox = new Box<Apple>();//編譯通過 Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();//編譯器報錯

上面代碼用虛線分為三個部分，第一個部分是舉例用的，定義一個水果類Fruit和它的子類Apple；第二部分定義一個泛型類Box，并且限定了泛型參數(shù)為Fruit，限定之后，實際類型只能是Fruit或者Fruit的子類，所以第三部分，實際泛型參數(shù)是Integer就會報錯。

通過限定，箱子Box就只能裝水果了，這是有好處的，舉個例子，比如Box里面有一個getBigFruit()方法可以比較兩個水果大小，然后返回大的水果，代碼如下：

public class Box<T extends Fruit>{public T getBigFruit(T t1, T t2) {// if (!(t1 instanceof Fruit) || !(t2 instanceof Fruit)) {// throw new RuntimeException("T不是水果");// }if (t1.getWeight() > t2.getWeight()) {return t1;}return t2;} }

代碼中需要注意兩個地方：一個是注釋的三行，參數(shù)限定之后，沒必要判斷t1和t2的類型了，如果類型不對，在Box實例化的時候就報錯了；另一個是t1.getWeight()，在Box類里面，t1是T類型，T類型限定為Fruit，所以這里可以直接調(diào)用Fruit里面的方法getWeight()（確切的說是可以調(diào)用Fruit里面可以被子類繼承的方法，因為限定之后，實參也可以是Fruit的子類），如果不加限定，那么T就默認(rèn)是Object類型，t1.getWeight()就會報錯因為Object里面沒有這個方法（調(diào)用Object里面的方法是可以的）。這就是是類型限定的兩個好處。

類型也可以使用接口限定，比如，這樣的話，只有實現(xiàn)了MyInterface接口的類才能作為實際類型參數(shù)。下面是類型限定的幾個注意點：

不管限定是類還是接口，統(tǒng)一都使用extends關(guān)鍵字

可以使用&符號給出多個限定，例如：<U extends Number & MyInterface1 & MyInterface2>

多個限制只能有一個類名，其他都是接口名，且類名在最前面。

三、通配符

先看三行代碼

Fruit f = new Apple(); Fruit[] farray = new Apple[10]; ArrayList<Fruit> flist = new ArrayList<Apple>();

第一行的寫法是很常見的，父類引用指向子類對象，這是java多態(tài)的表現(xiàn)。類似的，第二行父類數(shù)組的引用指向子類數(shù)組對象在java中也是可以的，這稱為數(shù)組的協(xié)變。Java把數(shù)組設(shè)計為協(xié)變的，對此是有爭議的，有人認(rèn)為這是一種缺陷。

雖然Apple[]可以“向上轉(zhuǎn)型”為Fruit[]，但數(shù)組元素的實際類型還是Apple，所以只能向數(shù)組中放入Apple或者Apple的子類。在上面的代碼中，向數(shù)組中放入了Fruit對象和Orange對象，對于編譯器來說，這是可以通過編譯的，但是在運行時期，JVM能夠知道數(shù)組的實際類型是Apple[]，所以當(dāng)其它對象加入數(shù)組的時候在運行期會拋出異常。

由上可知，協(xié)變的缺陷在于可能的異常發(fā)生在運行期，而編譯期間無法檢查，泛型設(shè)計的目的之一就是避免這種問題，所以泛型是不支持協(xié)變的，也就是說，上面的第三行代碼是編譯不通過的。但是，有時候是需要建立這種“向上轉(zhuǎn)型”的關(guān)系的，比如定義一個方法，打印出任意類型的List中的所有數(shù)據(jù)，示例如下：

public void printCollection(List<Object> collection) {for (Object obj : collection) {System.out.println(obj);} }------------------------------------ List<Integer> listInteger =new ArrayList<Integer>(); List<String> listString =new ArrayList<String>();printCollection(listInteger); //編譯錯誤 printCollection(listString); //編譯錯誤

因為泛型不支持協(xié)變，即List<Object> collection = new ArrayList<Integer>();無法通過編譯，所以printCollection(listInteger)就會報錯。
這時就需要使用通配符來解決，通配符<?>，用來表示某種特定的類型，但是不知道這個類型到底是什么。例如下面的例子都是合法的：

List<?> collection1 = new ArrayList<Fruit>(); List<?> collection2 = new ArrayList<Number>(); List<?> collection3 = new ArrayList<String>(); List<?> collection4 = new ArrayList<任意類型>(); // 對比不合法的 List<Fruit> flist = new ArrayList<Apple>();

所以printCollection()方法改成下面這樣即可：

public void printCollection(List<?> collection) {for (Object obj : collection) {System.out.println(obj);} }

這就是通配符的簡單用法。需要注意的是，因為不知道 "?" 類型到底是什么，所以List<?> collection中的collection不能調(diào)用帶泛型參數(shù)的方法，但是可以調(diào)用與泛型參數(shù)類型無關(guān)的方法，如下：

collection.add("a"); //錯誤，因為add方法參數(shù)是泛型E collection.size(); //正確，因為無參即與泛型參數(shù)類型E無關(guān) collection.contains("a"); //正確，因為contains參數(shù)是Object類型，與泛型參數(shù)類型E無關(guān)

注：collection.add(null);是可以的，除了null其他任何類型都不可以，Object也不行。

通配符的邊界

通配符可以使用extends和super關(guān)鍵字來限制：

• List<? extends Number> 表示不確定參數(shù)類型，但必須是Number類型或者Number子類類型，這是上邊界限定
• List<? super Number> 表示不確定參數(shù)類型，但必須是Number類型或者Number的父類類型，這是下邊界限定
• List<?> 表示未受限的通配符，相當(dāng)于 List<? extends Object>

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注意區(qū)分 泛型變量的類型限定 和 通配符的邊界限定：

泛型變量的類型限定，是在定義泛型類的時候?qū)β暶鞯姆盒蛥?shù)進(jìn)行限定（限定的是形式參數(shù)）
public class Box{}

通配符的邊界限定，是在定義化泛型類的引用的時候?qū)嶋H泛型參數(shù)進(jìn)行限定（限定的是實際參數(shù)）
List<? extends Number> listInteger =new ArrayList();

泛型變量的類型限定只能使用extends關(guān)鍵字，通配符的邊界限定可以使用extends或super來限定上邊界或下邊界。

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四、Java泛型的原理-類型擦除

Java中的泛型是通過類型擦除來實現(xiàn)的偽泛型。類型擦除指的是從泛型類型中清除類型參數(shù)的相關(guān)信息，并且在必要的時候添加類型檢查和類型轉(zhuǎn)換的方法。類型擦除可以簡單的理解為將泛型java代碼轉(zhuǎn)換為普通java代碼，只不過編譯器更直接點，將泛型java代碼直接轉(zhuǎn)換成普通的java字節(jié)碼，看下面的例子：

泛型的Java代碼如下：

class Pair<T> {private T value;public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;} }

泛型Java代碼，經(jīng)過編譯器編譯后，會擦除泛型信息，將泛型代碼轉(zhuǎn)換為如下的普通Java代碼：

class Pair {private Object value;public Object getValue() {return value;}public void setValue(Object value) {this.value = value;} }

由上面的例子可知，泛型擦除的結(jié)果就是用Object替換T，最終生成一個普通的類。上面的例子替換成Obejct是因為在Pair中，T是一個無限定的類型變量，所以用Object替換。如果T被限定了，比如，那么擦除后就用Number替換泛型類里面的T。多個限定的話，使用第一個邊界的類型變量來作為原始類型。
至此可以知道，類型擦除的過程：

移除所有的類型參數(shù)。

將所有移除的泛型參數(shù)用其限定的最左邊界類型替換。（多個限定的話，其他限定一定是接口，而且實際參數(shù)一定實現(xiàn)了這些接口，否則不合法，編譯不通過，所以用最左邊界類型替換）

泛型只存在于代碼中，泛型信息在編譯時都會被擦除，所以虛擬機(jī)中沒有泛型，只有普通類和普通方法。

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Java泛型的一些注意問題

使用泛型時會有一些問題和限制，大部分是由類型擦除引起的，所以只要記住：泛型擦除后留下的只有原始類型。那么大部分問題都是很容易理解的。比如下面的例子：

public void test(List<String> list){}public void test(List<Integer> list){}

兩個方法經(jīng)過泛型擦除后，都只留下原始類型List，所以它們是同一個方法而不是方法的重載，如果這兩個方法在同一個類中同時存在，編譯器是會報錯的。

其他更多問題如下：

先檢查，在編譯，以及檢查編譯的對象和引用傳遞的問題

自動類型轉(zhuǎn)換

類型擦除與多態(tài)的沖突和解決方法

泛型類型變量不能是基本數(shù)據(jù)類型

運行時類型查詢

異常中使用泛型的問題

數(shù)組（這個不屬于類型擦除引起的問題）

類型擦除后的沖突

泛型在靜態(tài)方法和靜態(tài)類中的問題

這些問題的答案在：java泛型（二）、泛型的內(nèi)部原理：類型擦除以及類型擦除帶來的問題，本文也是學(xué)習(xí)這篇博客和一些其他博客后的一個總結(jié)。

參考文章：
Java泛型－類型擦除
java泛型（一）、泛型的基本介紹和使用
java泛型（二）、泛型的內(nèi)部原理：類型擦除以及類型擦除帶來的問題
Java 泛型總結(jié)（三）：通配符的使用

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/developerzjy/p/11084197.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java泛型总结---基本用法，类型限定，通配符，类型擦除的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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