Java泛型编程最全总结

1介绍

Java泛型编程是JDK1.5版本后引入的。泛型让编程人员能够使用类型抽象，通常用于集合里面。下面是一个不用泛型例子：

List myIntList=new LinkedList(); //1  
myIntList.add(newInteger(0)); //2  
Integer x=(Integer)myIntList.iterator().next(); //3

注意第3行代码，但这是让人很不爽的一点，因为程序员肯定知道自己存储在List里面的对象类型是Integer，但是在返回列表中元素时，还是必须强制转换类型，这是为什么呢？原因在于，编译器只能保证迭代器的next()方法返回的是Object类型的对象，为保证Integer变量的类型安全，所以必须强制转换。

这种转换不仅显得混乱，更可能导致类型转换异常ClassCastException，运行时异常往往让人难以检测到。保证列表中的元素为一个特定的数据类型，这样就可以取消类型转换，减少发生错误的机会， 这也是泛型设计的初衷。下面是一个使用了泛型的例子：

List<Integer> myIntList=newLinkedList<Integer>(); //1’  
myIntList.add(newInteger(0)); //2’  
Integerx=myIntList.iterator().next(); //3’

 在第1行代码中指定List中存储的对象类型为Integer，这样在获取列表中的对象时，不必强制转换类型了。 

2定义简单的泛型

下面是一个引用自java.util包中的接口List和Iterator的定义，其中用到了泛型技术。

public interface List<E> {  
<span style="white-space: pre;">    </span>void add(E x);  
<span style="white-space: pre;">    </span>Iterator<E> iterator();  
}  
public interface Iterator<E> {  
<span style="white-space: pre;">    </span>E next();  
<span style="white-space: pre;">    </span>boolean hasNext();  
}

     这跟原生类型没有什么区别，只是在接口后面加入了一个尖括号，尖括号里面是一个类型参数（定义时就是一个格式化的类型参数，在调用时会使用一个具体的类型来替换该类型）。

       也许可以这样认为，List表示List中的类型参数E会被替换成Integer。

public interface IntegerList {  
<span style="white-space: pre;">    </span>void add(Integer x)  
<span style="white-space: pre;">    </span>Iterator<Integer> iterator();  
}

类型擦除指的是通过类型参数合并，将泛型类型实例关联到同一份字节码上。编译器只为泛型类型生成一份字节码，并将其实例关联到这份字节码上，因此泛型类型中的静态变量是所有实例共享的。此外，需要注意的是，一个static方法，无法访问泛型类的类型参数，因为类还没有实例化，所以，若static方法需要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。类型擦除的关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息，并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。在使用泛型时，任何具体的类型都被擦除，唯一知道的是你在使用一个对象。比如：List和List在运行事实上是相同的类型。他们都被擦除成他们的原生类型，即List。因为编译的时候会有类型擦除，所以不能通过同一个泛型类的实例来区分方法，如下面的例子编译时会出错，因为类型擦除后，两个方法都是List类型的参数，因此并不能根据泛型类的类型来区分方法。

 public class Erasure{  
            public void test(List<String> ls){  
                System.out.println("Sting");  
            }  
            public void test(List<Integer> li){  
                System.out.println("Integer");  
            }  
  }

那么这就有个问题了，既然在编译的时候会在方法和类中擦除实际类型的信息，那么在返回对象时又是如何知道其具体类型的呢？如List编译后会擦除掉String信息，那么在运行时通过迭代器返回List中的对象时，又是如何知道List中存储的是String类型对象呢？

擦除在方法体中移除了类型信息，所以在运行时的问题就是边界：即对象进入和离开方法的地点，这正是编译器在编译期执行类型检查并插入转型代码的地点。泛型中的所有动作都发生在边界处：对传递进来的值进行额外的编译期检查，并插入对传递出去的值的转型。

3.泛型和子类型

为了彻底理解泛型，这里看个例子：（Apple为Fruit的子类

List<Apple> apples = new ArrayList<Apple>(); //1  
List<Fruit> fruits = apples; //2

第1行代码显然是对的，但是第2行是否对呢？我们知道Fruit fruit = new Apple()，这样肯定是对的，即苹果肯定是水果，但是第2行在编译的时候会出错。这会让人比较纳闷的是一个苹果是水果，为什么一箱苹果就不是一箱水果了呢？可以这样考虑，我们假定第2行代码没有问题，那么我们可以使用语句fruits.add(new Strawberry())（Strawberry为Fruit的子类）在fruits中加入草莓了，但是这样的话，一个List中装入了各种不同类型的子类水果，这显然是不可以的，因为我们在取出List中的水果对象时，就分不清楚到底该转型为苹果还是草莓了。

通常来说，如果Foo是Bar的子类型，G是一种带泛型的类型，则G不是G的子类型。这也许是泛型学习里面最让人容易混淆的一点。

4.通配符

4.1通配符？

先看一个打印集合中所有元素的代码。

void printCollection(Collection c) {                  
<span style="white-space: pre;">    </span>Iterator i=c.iterator();  
<span style="white-space: pre;">    </span>for (k=0;k < c.size();k++) {  
<span style="white-space: pre;">        </span>System.out.println(i.next());  
<span style="white-space: pre;">    </span>}  
}

void printCollection(Collection<Object> c) {  
for (Object e:c) {  
System.out.println(e);  
}  
}

很容易发现，使用泛型的版本只能接受元素类型为Object类型的集合如ArrayList