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。
相对于传统上的形参,可以使我们的参数具有更多类型上的变化,使代码能更好地复用。
先看一段代码:
public class Box {
private String value;
public void set(String value) {
this.value = value;
}
public String get() {
return value;
}
}
普通定义的一个类,我们可以往类中设置一个 String
类型的数据。类很简单,使用也没什么问题。
但是,如果哪天我们又想有一个能设置 int
类型数据的类,这个时候我们可能会想,简单,继续加一个类,把 value
改为 int
类型的。
可是,业务不断膨胀,我们需要能设置更多数据类型的…
这时候,我们想着,还是设计一个通用点的类吧,于是想了想,做了下面的修改:
public class Box {
private Object object;
public void set(Object object) { this.object = object; }
public Object get() { return object; }
}
Box
类中的参数定义为 Object
的,因此我们可以传入除基本类型以外的任意类型的数据。这样一改,通用性高了,也能满足我们的需求了,洋洋得意。
不要急,这里隐藏着一个很大的问题。
比如当如下使用时:
Box box = new Box();
box.set(6);
String result = (String) box.get();
传入的是一个 Integer
(自动装箱) 类型的数据,但是可能由于在其他地方使用,或者是不同的人使用,不清楚具体是什么类型的数据,于是就强转为他需要的 String
类型,这时就会***抛出异常***。
Caused by: java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
这时,我们使用***泛型***来改造 Box
类:
public class Box {
private T t;
public void set(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
使用时:
Box box = new Box<>();
box.set(6);
String result = box.get(); //会直接报错,编译不通过
可以看到,这里只是把 Object
替换成了 T
,我们依然可以传入除基础数据类型以外的任意类型数据,保持良好通用性的同时,也避免了上述隐藏的 Bug
。
使用泛型的代码相比于没有使用泛型代码的好处:
Java
编译器对泛型代码应用强类型检查,如果代码违反了类型安全性,就会发出错误。一般来说,修复一个编译时错误比修复运行时错误更加容易,因为后者更难发现。
未使用泛型时,下面的代码需要强制类型转换:
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
String s = (String) list.get(0);
使用泛型后,不再要强制类型转换:
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
String s = list.get(0);
通过使用泛型,程序员可以实现在不同类型集合上工作的泛型算法,可以自定义,并且类型安全,易于阅读。
泛型可以使用在类、接口、方法和非静态的成员变量上。
泛型指定的类型不能是基本类型(byte
,short
,int
,long
,float
,double
,char
,boolean
)。
按照惯例,泛型参数名称是单个大写字母。这样命名的好处是容易和普通类、接口区分开。
关于泛型的一些通用命名方式:
Element
, 元素,Java
集合框架中广泛使用Key
Value
Number
Type
Type
)public class Box {
private T t;
public void set(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
在泛型类 Box
使用时,我们需要将 T
替换为具体类型的值,比如 Integer
。
Box integerBox;
参照上面的 Box
类。
public interface IBox {
void method(T t);
}
public class Box implements IBox {
/**
* 没有指定具体的类型,默认为object
*/
@Override
public void method(Object o) {
}
}
public class Box implements IBox{
/**
* s实现时指定具体的String类型
*/
@Override
public void method(String o) {
}
}
public class Box implements IBox{
/**
* 实现时为指定类型,依然使用泛型T
*/
@Override
public void method(T o) {
}
}
public class Box {
/**
* 定义泛型方法,只需将泛型参数列表置于返回值前
*/
public void x(S x) {
System.out.println(x.getClass().getName());
}
/**
* 静态方法也类似
*/
public static void y(V s) {
System.out.println(s.getClass().getName());
}
public static void main(String[] args) {
Box box = new Box();
box.x(" ");
box.x(10);
box.x('a');
box.x(box);
Box.y(" ");
Box.y(20);
Box.y(box);
}
}
定义的接口中使用:
public interface Pair {
public K getKey();
public V getValue();
}
OrderedPair
类实现该接口:
public class OrderedPair implements Pair {
private K key;
private V value;
public OrderedPair(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public K getKey() { return key; }
public V getValue() { return value; }
}
实例化 OrderedPair
对象:
Pair p1 = new OrderedPair("Even", 8);
Pair p2 = new OrderedPair("hello", "world");
上述代码中,new OrderedPair
将 K
实例化为 String
类型,将 V
实例化为 Integer
类型。由于自动装箱,可以直接传入一个 String
和 int
参数 ("Even", 8)
。
在 Java SE 7
及以后的版本,编译器能自动判断 K
、V
的类型,所以上述代码可以简写为:
OrderedPair p1 = new OrderedPair<>("Even", 8);
OrderedPair p2 = new OrderedPair<>("hello", "world");
Why Use Generics?
Generic Types