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Java 泛型学习总结

前言

Java 5 添加了泛型，提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，可以为以前处理通用对象的类和方法，指定具体的对象类型。听起来有点抽象，所以我们将马上看一些泛型用在集合上的例子：

泛型集合

先看一个没有泛型的集合例子：

List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(2));
list.add("a String");

因为 List 可以添加任何对象，所以从 List 中取出的对象时，因为不确定（List不记住元素类型）当时候保存进 List 的元素类型，这个对象的类型只能是 Object ，还必须由程序编写者记住添加元素类型，然后取出时再进行强制类型转换就，如下：

Integer integer = (Integer) list.get(0);
String string   = (String) list.get(1);

通常，我们只使用带有单一类型元素的集合，并且不希望其他类型的对象被添加到集合中，例如，只有 Integer 的 List ，不希望将 String 对象放进集合，并且也不想自己记住元素类型，并且强制类型转换还可能会出现错误。

使用 Generics（泛型）就可以设置集合的类型，以限制可以将哪种对象插入集合中。这可以确保集合中的元素，都是同一种已知类型的，因此取出数据的时候就不必进行强制类型转换了，下面是一个 String 类型的 List 的使用例子：

List strings = new ArrayList();
strings.add("a String");
String aString = strings.get(0);

以上这个 List 集合只能放入 String 对象，如果视图放入别的对象那么编译器会报错，让代码编写者必须进行处理，这就是额外的类型检查。另外注意List 的 <> 尖括号里面只能是对象引用类型，不包括基本类型（可以使用对应包装类代替）。

Java 泛型从 Java 7 开始，编译器可以自动类型判断，可以省略构造器中的泛型，下面是一个Java 7 泛型例子：

List strings = new ArrayList<>();

这也叫做菱形语法（<>），在上面的示例中，实例化 ArrayList 的时候，编译器根据前面 List 知道 new 的 ArrayList 泛型信息是 String。

foreach 循环可以很好地与泛型集合整合，如下：

List strings = new ArrayList<>();

// 这里省略将 String 元素添加进集合的代码...

for(String aString : strings){
  System.out.println(aString);
}

也可以使用泛型迭代器遍历集合，如下：

List list = new ArrayList;

Iterator iterator = list.iterator();

while(iterator.hasNext()){
  String aString = iterator.next();
}

注意，泛型类型检查仅在编译时存在。在运行时，可以使用反射或者其他方式使字符串集合插入其他对象，但一般不会这样做。

当然泛型的用处不仅仅限于集合。

泛型类

从上面的内容中，我们已了解泛型的大概理念。
可以在自定义 Java 类上使用泛型，并不局限于 Java API 中的预定义类。定义泛型类只需要在类名后紧跟尖括号，其中 T 是类型标识符，也可以是别的，比如 E 、V 等，如下例：

public class GenericFactory {
    Class theClass = null;

    public GenericFactory(Class theClass) {
        this.theClass = theClass;
    }

    public T createInstance() throws Exception {
        return (T) this.theClass.newInstance();
    }
}

其中 Class.newInstance() 方法是反射知识的内容，这里只要知道此方法用于 theClass 类对象的创建就行。
是一个类型标记，表示这个泛型类在实例化时可以拥有的类型集。下面是一个例子：

GenericFactory factory = new GenericFactory(MyClass.class);
MyClass myClassInstance = factory.createInstance();

GenericFactory factory1 = new GenericFactory(SomeObject.class);
SomeObject someObjectInstance = factory1.createInstance();

使用泛型，我们就不必转换从 factory.createInstance() 方法返回的对象，会自动返回 new GenericFactory 的 <> 尖括号中的类型对象。

泛型方法

一个泛型方法定义如下：

public static  T addAndReturn(T element, Collection collection){
    collection.add(element);
    return element;
}

其中 T 是方法返回值，放在方法返回值之前，是所有泛型方法必须有的类型参数声明，表示这是一个泛型方法，如果没有只有 T ，那就不是泛型方法，而是泛型类的一个成员方法，就像上面泛型类定义的方法：

    public T createInstance() throws Exception { ... }

这不是一个泛型方法，而是 GenericFactory 泛型类的一个成员方法而已，泛型方法必须在方法返回值之前有似于的标记。

注意在泛型方法中，参数有 2 个，第一个是 T 类型的参数，第二个是元素类型为 T 的 Collection 集合，编译器会根据实际参数来推断 T 为何种类型，如下这样是完全可行的：

String stringElement = "stringElement";
List