Java泛型程式設計最全總結

1介紹

Java泛型程式設計是JDK1.5版本後引進的。泛型讓程式設計師能夠使用型別抽象，通常用於集合裡面。以下是一個不用泛型範例：

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

注意第3行程式碼，但這是讓人很不爽的一點，因為程式設計師肯定知道自己儲存在List裡面的物件類型是Integer，但在傳回清單中元素時，還是必須強制轉換類型，這是為什麼？原因在於，編譯器只能保證迭代器的next()方法回傳的是Object類型的對象，為確保Integer變數的型別安全，所以必須強制轉換。

這種轉換不僅顯得混亂，更可能導致類型轉換異常ClassCastException，運行時異常往往讓人難以檢測到。確保清單中的元素為一個特定的資料型別，這樣就可以取消型別轉換，減少發生錯誤的機會， 這也是泛型設計的初衷。以下是一個使用了泛型的範例：

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

 在第1行程式碼中指定List中儲存的物件類型為Integer，這樣在取得清單中的物件時，就不必強制轉換類型了。 

2定義簡單的泛型

下面是一個引用自java.util套件中的介面List和Iterator的定義，其中用到了泛型技術。

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();  
}

     這跟原生型別沒有什麼差別，只是在介面後面加入了一個尖括號，尖括號裡面是一個型別參數（定義時就是一個格式化的型別參數，在呼叫時會用一個特定的型別來替換該類型）。

       或許可以這樣認為，List表示List中的型別參數E會被替換為Integer。

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

       類型擦除指的是透過型別參數合併，將泛型型別實例關聯到同一份字節碼上。編譯器只為泛型類型產生一份字節碼，並將其實例關聯到這份字節碼上，因此泛型類型中的靜態變數是所有實例共享的。此外，需要注意的是，一個static方法，無法存取泛型類別的型別參數，因為類別還沒有實例化，所以，若static方法需要使用泛型能力，必須使其成為泛型方法。類型擦除的關鍵在於從泛型類型中清除類型參數的相關信息，並且再必要的時候添加類型檢查和類型轉換的方法。在使用泛型時，任何特定的類型都被擦除，唯一知道的是你在使用一個物件。例如：List和List在運作事實上是相同的型別。他們都被擦除成他們的原生類型，即List。因為編譯的時候會有類型擦除，所以不能透過同一個泛型類別的實例來區分方法，如下面的例子編譯時會出錯，因為類型擦除後，兩個方法都是List類型的參數，因此並不能根據泛型類別的類型來區分方法。

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

      那麼這就有個問題了，既然在編譯的時候會在方法和類別中擦除實際類型的信息，那麼在返回對象時又是如何知道其具體類型的呢？如List編譯後會擦除掉String訊息，那麼在執行時期透過迭代器回傳List中的物件時，又是如何知道List中儲存的是String類型物件呢？

       擦除在方法體中移除了類型訊息，所以在運行時的問題是邊界：即物件進入和離開方法的地點，這正是編譯器在編譯期執行類型檢查並插入轉型程式碼的地點。泛型中的所有動作都發生在邊界處：對傳遞進來的值進行額外的編譯期檢查，並插入對傳遞出去的值的轉換。

 

3.泛型和子類型

為了徹底理解泛型，這裡看個例子：（Apple為Fruit的子類

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