Java泛型详解，通俗易懂只需5分钟
2024/11/06 03:01:51 懒猫导航网 已浏览4次
我们知道，使用变量之前要定义，定义一个变量时必须要指明它的数据类型，什么样的数据类型赋给什么样的值。
假如我们现在要定义一个类来表示坐标，要求坐标的数据类型可以是整数、小数和字符串，例如：
x=10、y=10
x=12.88、y=129.65
x="东京180度"、y="北纬210度"
针对不同的数据类型，除了借助方法重载，还可以借助自动装箱和向上转型。我们知道，基本数据类型可以自动装箱，被转换成对应的包装类；Object是所有类的祖先类，任何一个类的实例都可以向上转型为Object类型，例如：
int-->Integer-->Object
double-->Double-->Object
String-->Object
这样，只需要定义一个方法，就可以接收所有类型的数据。请看下面的代码：
public class Demo{
public static void main(String[]args){
Point p=new Point();
p.setX(10);//int->Integer->Object
p.setY(20);
int x=(Integer)p.getX();//必须向下转型
int y=(Integer)p.getY();
System.out.println("This point is："+x+","+y);
p.setX(25.4);//double->Integer->Object
p.setY("东京180度");
double m=(Double)p.getX();//必须向下转型
double n=(Double)p.getY();//运行期间抛出异常
System.out.println("This point is："+m+","+n);
}
}
class Point{
Object x=0;
Object y=0;
public Object getX(){
return x;
}
public void setX(Object x){
this.x=x;
}
public Object getY(){
return y;
}
public void setY(Object y){
this.y=y;
}
}
上面的代码中，生成坐标时不会有任何问题，但是取出坐标时，要向下转型，在Java多态对象的类型转换一文中我们讲到，向下转型存在着风险，而且编译期间不容易发现，只有在运行期间才会抛出异常，所以要尽量避免使用向下转型。运行上面的代码，第12行会抛出java.lang.ClassCastException异常。
那么，有没有更好的办法，既可以不使用重载（有重复代码），又能把风险降到最低呢？
有，可以使用泛型类(Java Class)，它可以接受任意类型的数据。所谓“泛型”，就是“宽泛的数据类型”，任意的数据类型。
更改上面的代码，使用泛型类：
public class Demo{
public static void main(String[]args){
//实例化泛型类
Point<Integer,Integer>p1=new Point<Integer,Integer>();
p1.setX(10);
p1.setY(20);
int x=p1.getX();
int y=p1.getY();
System.out.println("This point is："+x+","+y);
Point<Double,String>p2=new Point<Double,String>();
p2.setX(25.4);
p2.setY("东京180度");
double m=p2.getX();
String n=p2.getY();
System.out.println("This point is："+m+","+n);
}
}
//定义泛型类
class Point<T1,T2>{
T1 x;
T2 y;
public T1 getX(){
return x;
}
public void setX(T1 x){
this.x=x;
}
public T2 getY(){
return y;
}
public void setY(T2 y){
this.y=y;
}
}
运行结果：
This point is：10,20
This point is：25.4,东京180度
与普通类的定义相比，上面的代码在类名后面多出了<T1,T2>，T1,T2是自定义的标识符，也是参数，用来传递数据的类型，而不是数据的值，我们称之为类型参数。在泛型中，不但数据的值可以通过参数传递，数据的类型也可以通过参数传递。T1,T2只是数据类型的占位符，运行时会被替换为真正的数据类型。
传值参数（我们通常所说的参数）由小括号包围，如(int x,double y)，类型参数（泛型参数）由尖括号包围，多个参数由逗号分隔，如<T>或<T,E>。
类型参数需要在类名后面给出。一旦给出了类型参数，就可以在类中使用了。类型参数必须是一个合法的标识符，习惯上使用单个大写字母，通常情况下，K表示键，V表示值，E表示异常或错误，T表示一般意义上的数据类型。
泛型类在实例化时必须指出具体的类型，也就是向类型参数传值，格式为：
className variable<dataType1,dataType2>=new className<dataType1,dataType2>();
也可以省略等号右边的数据类型，但是会产生警告，即：
className variable<dataType1,dataType2>=new className();
因为在使用泛型类时指明了数据类型，赋给其他类型的值会抛出异常，既不需要向下转型，也没有潜在的风险，比本文一开始介绍的自动装箱和向上转型要更加实用。
注意：
泛型是Java 1.5的新增特性，它以C++模板为参照，本质是参数化类型(Parameterized Type)的应用。
类型参数只能用来表示引用类型，不能用来表示基本类型，如int、double、char等。但是传递基本类型不会报错，因为它们会自动装箱成对应的包装类。
泛型方法
除了定义泛型类，还可以定义泛型方法，例如，定义一个打印坐标的泛型方法：
public class Demo{
public static void main(String[]args){
//实例化泛型类
Point<Integer,Integer>p1=new Point<Integer,Integer>();
p1.setX(10);
p1.setY(20);
p1.printPoint(p1.getX(),p1.getY());
Point<Double,String>p2=new Point<Double,String>();
p2.setX(25.4);
p2.setY("东京180度");
p2.printPoint(p2.getX(),p2.getY());
}
}
//定义泛型类
class Point<T1,T2>{
T1 x;
T2 y;
public T1 getX(){
return x;
}
public void setX(T1 x){
this.x=x;
}
public T2 getY(){
return y;
}
public void setY(T2 y){
this.y=y;
}
//定义泛型方法
public<T1,T2>void printPoint(T1 x,T2 y){
T1 m=x;
T2 n=y;
System.out.println("This point is："+m+","+n);
}
}
运行结果：
This point is：10,20
This point is：25.4,东京180度
上面的代码中定义了一个泛型方法printPoint()，既有普通参数，也有类型参数，类型参数需要放在修饰符后面、返回值类型前面。一旦定义了类型参数，就可以在参数列表、方法体和返回值类型中使用了。
与使用泛型类不同，使用泛型方法时不必指明参数类型，编译器会根据传递的参数自动查找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。
注意：泛型方法与泛型类没有必然的联系，泛型方法有自己的类型参数，在普通类中也可以定义泛型方法。泛型方法printPoint()中的类型参数T1,T2与泛型类Point中的T1,T2没有必然的联系，也可以使用其他的标识符代替：
public static<V1,V2>void printPoint(V1 x,V2 y){
V1 m=x;
V2 n=y;
System.out.println("This point is："+m+","+n);
}
泛型接口
在Java中也可以定义泛型接口，这里不再赘述，仅仅给出示例代码：
public class Demo{
public static void main(String arsg[]){
Info<String>obj=new InfoImp<String>("www.xyhtml5.com");
System.out.println("Length Of String:"+obj.getVar().length());
}
}
//定义泛型接口
interface Info<T>{
public T getVar();
}
//实现接口
class InfoImp<T>implements Info<T>{
private T var;
//定义泛型构造方法
public InfoImp(T var){
this.setVar(var);
}
public void setVar(T var){
this.var=var;
}
public T getVar(){
return this.var;
}
}
运行结果：
Length Of String:18
类型擦除
如果在使用泛型时没有指明数据类型，那么就会擦除泛型类型，请看下面的代码：
public class Demo{
public static void main(String[]args){
Point p=new Point();//类型擦除
p.setX(10);
p.setY(20.8);
int x=(Integer)p.getX();//向下转型
double y=(Double)p.getY();
System.out.println("This point is："+x+","+y);
}
}
class Point<T1,T2>{
T1 x;
T2 y;
public T1 getX(){
return x;
}
public void setX(T1 x){
this.x=x;
}
public T2 getY(){
return y;
}
public void setY(T2 y){
this.y=y;
}
}
运行结果：
This point is：10,20.8
因为在使用泛型时没有指明数据类型，为了不出现错误，编译器会将所有数据向上转型为Object，所以在取出坐标使用时要向下转型，这与本文一开始不使用泛型没什么两样。
限制泛型的可用类型
在上面的代码中，类型参数可以接受任意的数据类型，只要它是被定义过的。但是，很多时候我们只需要一部分数据类型就够了，用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如，编写一个泛型函数用于返回不同类型数组（Integer数组、Double数组、Character数组等）中的最大值：
public<T>T getMax(T array[]){
T max=null;
for(T element:array){
max=element.doubleValue()>max.doubleValue()?element:max;
}
return max;
}
上面的代码会报错，doubleValue()是Number类的方法，不是所有的类都有该方法，所以我们要限制类型参数T，让它只能接受Number及其子类（Integer、Double、Character等）。
通过extends关键字可以限制泛型的类型，改进上面的代码：
public<T extends Number>T getMax(T array[]){
T max=null;
for(T element:array){
max=element.doubleValue()>max.doubleValue()?element:max;
}
return max;
}
<T extends Number>表示T只接受Number及其子类，传入其他类型的数据会报错。这里的限定使用关键字extends，后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T是继承自Number类的类型，或者T是实现了XX接口的类型。
注意：一般的应用开发中泛型使用较少，多用在框架或者库的设计中，这里不再深入讲解，主要让大家对泛型有所认识，为后面的教程做铺垫。
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