Java泛型-Java参数化类型.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除Java泛型资料一：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。JAVA语言引入泛型的好处是安全简单。在JAVA SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。泛型在使用中还有一些规则和限制： 1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。 2、同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。 3、泛型的类型参数可以有多个。 4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如。习惯上成为“有界类型”。 5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class classType = Class.forName(java.lang.String); 例一：使用了泛型： 查看复制到剪切板打印1. publicclassGen 2. privateTob;/定义泛型成员变量 3. publicGen(Tob) 4. this.ob=ob; 5. 6. publicTgetOb() 7. returnob; 8. 9. publicvoidsetOb(Tob) 10. this.ob=ob; 11. 12. publicvoidshowTyep() 13. System.out.println(T的实际类型是:+ob.getClass().getName(); 14. 15. 16. publicclassGenDemo 17. publicstaticvoidmain(Stringargs) 18. /定义泛型类Gen的一个Integer版本 19. GenintOb=newGen(88); 20. intOb.showTyep(); 21. inti=intOb.getOb(); 22. System.out.println(value=+i); 23. System.out.println(-); 24. /定义泛型类Gen的一个String版本 25. GenstrOb=newGen(HelloGen!); 26. strOb.showTyep(); 27. Strings=strOb.getOb(); 28. System.out.println(value=+s); 29. 30. 例二：没有使用泛型时：查看复制到剪切板打印1. publicclassGen2 2. privateObjectob;/定义一个通用类型成员 3. publicGen2(Objectob) 4. this.ob=ob; 5. 6. publicObjectgetOb() 7. returnob; 8. 9. publicvoidsetOb(Objectob) 10. this.ob=ob; 11. 12. publicvoidshowTyep() 13. System.out.println(T的实际类型是:+ob.getClass().getName(); 14. 15. 16. publicclassGenDemo2 17. publicstaticvoidmain(Stringargs) 18. /定义类Gen2的一个Integer版本 19. Gen2intOb=newGen2(newInteger(88); 20. intOb.showTyep(); 21. inti=(Integer)intOb.getOb(); 22. System.out.println(value=+i); 23. System.out.println(-); 24. /定义类Gen2的一个String版本 25. Gen2strOb=newGen2(HelloGen!); 26. strOb.showTyep(); 27. Strings=(String)strOb.getOb(); 28. System.out.println(value=+s); 29. 30. 运行结果：两个例子运行Demo结果是相同的,控制台输出结果如下： T的实际类型是: java.lang.Integer value= 88-T的实际类型是: java.lang.String value= Hello Gen! Process finished with exit code 0 补充：实际上泛型可以用得很复杂，复杂到编写代码的人员自己也难以看懂。这往往是对泛型的滥用或者类或接口本身设计不合理导致的。看来用好泛型还真不容易，为此必须从根源说起。一、逐渐深入泛型1、没有任何重构的原始代码：有两个类如下，要构造两个类的对象，并打印出各自的成员x。 查看复制到剪切板打印1. publicclassStringFoo 2. privateStringx; 3. publicStringFoo(Stringx) 4. this.x=x; 5. 6. publicStringgetX() 7. returnx; 8. 9. publicvoidsetX(Stringx) 10. this.x=x; 11. 12. 13. publicclassDoubleFoo 14. privateDoublex; 15. publicDoubleFoo(Doublex) 16. this.x=x; 17. 18. publicDoublegetX() 19. returnx; 20. 21. publicvoidsetX(Doublex) 22. this.x=x; 23. 24. 2、对上面的两个类进行重构，写成一个类：因为上面的类中，成员和方法的逻辑都一样，就是类型不一样，因此考虑重构。Object是所有类的父类，因此可以考虑用Object做为成员类型，这样就可以实现通用了，实际上就是“Object泛型”，暂时这么称呼。 查看复制到剪切板打印1. publicclassObjectFoo 2. privateObjectx; 3. publicObjectFoo(Objectx) 4. this.x=x; 5. 6. publicObjectgetX() 7. returnx; 8. 9. publicvoidsetX(Objectx) 10. this.x=x; 11. 12. 写出Demo方法如下： 查看复制到剪切板打印1. publicclassObjectFooDemo 2. publicstaticvoidmain(Stringargs) 3. ObjectFoostrFoo=newObjectFoo(HelloGenerics!); 4. ObjectFoodouFoo=newObjectFoo(newDouble(33); 5. ObjectFooobjFoo=newObjectFoo(newObject(); 6. System.out.println(strFoo.getX=+(String)strFoo.getX(); 7. System.out.println(douFoo.getX=+(Double)douFoo.getX(); 8. System.out.println(objFoo.getX=+(Object)objFoo.getX(); 9. 10. 运行结果如下： strFoo.getX=Hello Generics!douFoo.getX=33.0 objFoo.getX=java.lang.Object19821f 解说：在Java 5之前，为了让类有通用性，往往将参数类型、返回类型设置为Object类型，当获取这些返回类型来使用时候，必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口，然后才可以调用对象上的方法。 3、Java5泛型来实现 强制类型转换很麻烦，我还要事先知道各个Object具体类型是什么，才能做出正确转换。否则，要是转换的类型不对，比如将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，可是运行的时候就挂了。那有没有不强制转换的办法-有，改用 Java5泛型来实现。 查看复制到剪切板打印1. publicclassGenericsFoo 2. privateTx; 3. publicGenericsFoo(Tx) 4. this.x=x; 5. 6. publicTgetX() 7. returnx; 8. 9. publicvoidsetX(Tx) 10. this.x=x; 11. 12. 13. publicclassGenericsFooDemo 14. publicstaticvoidmain(Stringargs) 15. GenericsFoostrFoo=newGenericsFoo(HelloGenerics!); 16. GenericsFoodouFoo=newGenericsFoo(newDouble(33); 17. GenericsFooobjFoo=newGenericsFoo(newObject(); 18. System.out.println(strFoo.getX=+strFoo.getX(); 19. System.out.println(douFoo.getX=+douFoo.getX(); 20. System.out.println(objFoo.getX=+objFoo.getX(); 21. 22. 运行结果： strFoo.getX=Hello Generics! douFoo.getX=33.0 objFoo.getX=java.lang.Object19821f 和使用“Object泛型”方式实现结果的完全一样，但是这个Demo简单多了，里面没有强制类型转换信息。 下面解释一下上面泛型类的语法： 使用来声明一个类型持有者名称，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。class GenericsFoo 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上相当于Object类型，实际上相当于 class GenericsFoo。与Object泛型类相比，使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候，可以使用“”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。类如 GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double(33);当然，也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型，但是你在使用该对象的时候，就需要强制转换了。比如：GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double(33);实际上，当构造对象时不指定类型信息的时候，默认会使用Object类型，这也是要强制转换的原因。二、泛型的高级应用1、限制泛型的可用类型在上面的例子中，由于没有限制class GenericsFoo类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做： class GenericsFoo，这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。 注意：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类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。 下面继续对上面的例子改进，我只要实现了集合接口的类型： 查看复制到剪切板打印1. publicclassCollectionGenFoo 2. privateTx; 3. publicCollectionGenFoo(Tx) 4. this.x=x; 5. 6. publicTgetX() 7. returnx; 8. 9. publicvoidsetX(Tx) 10. this.x=x; 11. 12. 实例化的时候可以这么写： 查看复制到剪切板打印1. publicclassCollectionGenFooDemo 2. publicstaticvoidmain(Stringargs) 3. CollectionGenFoolistFoo=null; 4. listFoo=newCollectionGenFoo(newArrayList(); 5. /出错了,不让这么干。 6. /CollectionGenFoolistFoo=null; 7. /listFoo=newCollectionGenFoo(newArrayList(); 8. System.out.println(实例化成功!); 9. 10. 当前看到的这个写法是可以编译通过，并运行成功。可是注释掉的两行加上就出错了，因为这么定义类型的时候，就限定了构造此类实例的时候T是确定的一个类型，这个类型实现了Collection接口，但是实现 Collection接口的类很多很多，如果针对每一种都要写出具体的子类类型，那也太麻烦了，我干脆还不如用Object通用一下。别急，泛型针对这种情况还有更好的解决方案，那就是“通配符泛型”。 2、通配符泛型 为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点，引入了“通配符泛型”，针对上面的例子，使用通配泛型格式为，“？”代表未知类型，这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式可以写为： 查看复制到剪切板打印1. publicclassCollectionGenFooDemo 2. publicstaticvoidmain(Stringargs) 3. CollectionGenFoolistFoo=null; 4. listFoo=newCollectionGenFoo(newArrayList(); 5. /现在不会出错了 6. CollectionGenFoolistFoo1=null; 7. listFoo=newCollectionGenFoo(newArrayList(); 8. System.out.println(实例化成功!); 9. 10. 注意： 1、如果只指定了，而没有extends，则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。 2、通配符泛型不单可以向下限制，如，还可以向上限制，如，表示类型只能接受Double及其上层父类类型，如Number、Object类型的实例。 3、泛型类定义可以有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还可以定义泛型接口，泛型方法。这些都泛型类中泛型的使用规则类似。 三、泛型的综合运用实例（代码参考java参考大全，有改动） 查看复制到剪切板打印1. publicclassAvgGen 2. publicAvgGen() 3. 4. publicdoublegetAvg(Tarr) 5. doublesum=0.0; 6. for(inti=0;iarr.length;i+) 7. sum=sum+arri.doubleValue(); 8. 9. returnsum/arr.length; 10. 11. publicstaticvoidmain(Stringargs) 12. /整形数组求均值 13. System.out.println(整形数组1,3求均值:); 14. IntegerintArr=1,3; 15. AvgGenintObj=newAvgGen(); 16. doubleintavg=intObj.getAvg(intArr); 17. System.out.println(intavg); 18. System.out.println(); 19. /浮点型数组求均值 20. System.out.println(浮点型数组1.1f,2.9f求均值:); 21. FloatfArr=1.1f,2.9f; 22. AvgGenfObj=newAvgGen(); 23. doublefavg=fObj.getAvg(fArr); 24. System.out.println(favg); 25. 26. 27. /* 28. *CreatedbyIntelliJIDEA.User:leizhiminDate:2007-9-18Time:11:08:14使用通配符泛型参数：泛型参数是可变的，可在运行时来确定。 29. */30. publicclassAvgCompGen 31. privateTarr; 32. /* 33. *构造函数 34. * 35. *paramarr 36. */37. publicAvgCompGen(Tarr) 38. this.arr=arr; 39. 40. /* 41. *求数组均值 42. * 43. *return数组均值 44. */45. publicdoublegetAvg() 46. doublesum=0.0; 47. for(inti=0;iarr.length;i+) 48. sum+=arri.doubleValue(); 49. 50. returnsum/arr.length; 51. 52. /* 53. *比较数组均值是否相等(使用通配符泛型参数)AvgCompGen表示可以匹配任意的AvgCompGen对象，有点类似Object 54. * 55. *paramx目标对象 56. *return均值是否相等 57. */58. publicbooleansameAvg(AvgCompGenx) 59. if(getAvg()=x.getAvg() 60. returntrue; 61. returnfalse; 62. 63. /* 64. *主函数：用来测试 65. * 66. *paramargs 67. */68. publicstaticvoidmain(Stringargs) 69. /创建参数为Integer类型泛型对象 70. IntegerintArr=1,3; 71. AvgCompGenintObj=newAvgCompGen(intArr); 72. System.out.println(intObj的平均值=+intObj.getAvg(); 73. /创建参数为Double类型泛型对象 74. DoubledouArr=1.0,3.0; 75. AvgCompGendouObj=newAvgCompGen(douArr); 76. System.out.println(douObj的平均值=+douObj.getAvg(); 77. /创建参数为Float类型泛型对象 78. FloatfltArr=0.8f,3.2f; 79. AvgCompGenfltObj=newAvgCompGen(fltArr); 80. System.out.println(fltObj的平均值=+fltObj.getAvg(); 81. /两两比较对象的均值是否相等 82. if(intObj.sameAvg(douObj) 83. System.out.println(intArr与douArr的值相等,结果为:+intObj的均值=+intObj.getAvg() 84. +douObj的均值=+douObj.getAvg(); 85. else86. System.out.println(intArr与douArr的值不相等,结果为:+intObj的均值=+intObj.getAvg() 87. +douObj的均值=+douObj.getAvg(); 88. if(intObj.sameAvg(fltObj) 89. System.out.println(intArr与fltObj的值相等,结果为:+intObj的均值=+intObj.getAvg() 90. +fltObj的均值=+fltObj.getAvg(); 91. else92. System.out.println(intArr与fltObj的值不相等,结果为:+intObj的均值=+intObj.getAvg() 93. +fltObj的均值=+fltObj.getAvg(); 94. if(douObj.sameAvg(fltObj) 95. System.out.println(douObj与fltObj的值相等,结果为:+douObj的均值=+intObj.getAvg() 96. +fltObj的均值=+fltObj.getAvg(); 97. else98. System.out.println(douObj与fltObj的值不相等,结果为:+douObj的均值=+intObj.getAvg() 99. +fltObj的均值=+fltObj.getAvg(); 100. 101. 102. /* 103. *CreatedbyIntelliJIDEA.User:leizhiminDate:2007-9-18Time:16:09:37三种坐标，用泛型实现坐标打印 104. */105. publicclassTwoD 106. intx,y; 107. publicTwoD(intx,inty) 108. this.x=x; 109. this.y=y; 110. 111. 112. classThreeDextendsTwoD 113. intz; 114. publicThreeD(intx,inty,intz) 115. super(x,y); 116. this.z=z; 117. 118. 119. classFourDextendsThreeD 120. intt; 121. publicFourD(intx,inty,intz,intt) 122. super(x,y,z); 123. this.t=t; 124. 125. 126. /* 127. *存放泛型坐标的（数据结构）类 128. */129. classCoords 130. Tcoords; 131. publicCoords(Tcoords) 132. this.coords=coords; 133. 134. 135. /* 136. *工具类-打印泛型数据并给出一个测试方法 137. */138. classBoundeWildcard 139. staticvoidshowXY(Coordsc) 140. System.out.println(XYCoordinates:); 141. for(inti=0;ic.coords.length;i+) 142. System.out.println(c.coordsi.x+c.coordsi.y); 143. 144. System.out.println(); 145. 146. staticvoidshowXYZ(Coordsc) 147. System.out.println(XYZCoordinates:); 148. for(inti=0;ic.coords.length;i+) 149. System.out.println(c.coordsi.x+c.coordsi.y+c.coordsi.z); 150. 151. System.out.println(); 152. 153. staticvoidshowAll(Coordsc) 154. System.out.println(XYZCoordinates:); 155. for(inti=0;ic.coords.length;i+) 156. System.out.println(c.coordsi.x+c.coordsi.y+c.coordsi.z+157. +c.coordsi.t); 158. 159. System.out.println(); 160. 161. publicstaticvoidmain(Stringargs) 162. TwoDtd=newTwoD(0,0),newTwoD(7,9),newTwoD(18,4),newTwoD(-1,-23); 163. Coordstdlocs=newCoords(td); 164. System.out.println(Contentsoftdlocs.); 165. showXY(tdlocs); 166. FourDfd=newFourD(1,2,3,4),newFourD(6,8,14,8),newFourD(22,9,4,9), 167. newFourD(3,-2,-23,17); 168. Coordsfdlocs=newCoords(fd); 169. System.out.println(Contentsoffdlocs.); 170. showXY(fdlocs); 171. showXYZ(fdlocs); 172. showAll(fdlocs); 173. 174. 注意：多个泛型类、接口，接口、类继承，这种设计方式往往会导致泛型很复杂，程序的可读性急剧下降，程序中应该兼顾代码的可读性。 总结： 泛型其实就是一个类型的参数化，没有它程序照样写！把这句话记心里。有两层含义：一是泛型的实质，二是要知其然还要知其所以然。泛型不可怕，泛型的设计也从开发者角度出发的，使用得当会大大提高代码的安全性和简洁性。资料二：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 类允许您向一个 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，如下面的代码所示：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。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。一、泛型的好处：Java 语言中引入泛型是一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化，以支持泛型，而且类库也进行了大翻修，所以许多重要的类，比如集合框架，都已经成为泛型化的了。这带来了很多好处：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。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 li = new ArrayList();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。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。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 public void put(K key, V value);public V get(K key);注意该接口的两个附加物：