类型参数
在定义泛型类或声明泛型类的变量时,使用尖括号来指定形式类型参数。形式类型参数与实际类型参数之间的关系类似于形式方法参数与实际方法参数之间的关系,只是类型参数表示类型,而不是表示值。
泛型类中的类型参数几乎可以用于任何可以使用类名的地方。例如,下面是 java.util.Map 接口的定义的摘录:
public interface Map
public void put(K key, V value);
public V get(K key);
}
Map 接口是由两个类型参数化的,这两个类型是键类型 K 和值类型 V。(不使用泛型)将会接受或返回 Object 的方法现在在它们的方法签名中使用 K 或 V,指示附加的类型约束位于 Map 的规格说明之下。
当声明或者实例化一个泛型的对象时,必须指定类型参数的值:
Map
注意,在本例中,必须指定两次类型参数。一次是在声明变量 map 的类型时,另一次是在选择 HashMap 类的参数化以便可以实例化正确类型的一个实例时。
编译器在遇到一个 Map
除了异常类型、枚举或匿名内部类以外,任何类都可以具有类型参数。
命名类型参数
推荐的命名约定是使用大写的单个字母名称作为类型参数。这与 C++ 约定有所不同(参阅 附录 A:与 C++ 模板的比较),并反映了大多数泛型类将具有少量类型参数的假定。对于常见的泛型模式,推荐的名称是:
K —— 键,比如映射的键。
V —— 值,比如 List 和 Set 的内容,或者 Map 中的值。
E —— 异常类。
T —— 泛型。
泛型不是协变的
关于泛型的混淆,一个常见的来源就是假设它们像数组一样是协变的。其实它们不是协变的。List
如果 A 扩展 B,那么 A 的数组也是 B 的数组,并且完全可以在需要 B[] 的地方使用 A[]:
Integer[] intArray = new Integer[10];
Number[] numberArray = intArray;
上面的代码是有效的,因为一个 Integer 是 一个 Number,因而一个 Integer 数组是 一个 Number 数组。但是对于泛型来说则不然。下面的代码是无效的:
List
List
最初,大多数 Java 程序员觉得这缺少协变很烦人,或者甚至是“坏的(broken)”,但是之所以这样有一个很好的原因。如果可以将 List
List
List
numberList.add(new Float(3.1415));
因为 intList 和 numberList 都是有别名的,如果允许的话,上面的代码就会让您将不是 Integers 的东西放进 intList 中。但是,正如下一屏将会看到的,您有一个更加灵活的方式来定义泛型。
类型通配符
假设您具有该方法:
void printList(List l) {
for (Object o : l)
System.out.println(o);
}
上面的代码在 JDK 5.0 上编译通过,但是如果试图用 List
如果试图编写像下面这样的方法,那么将会怎么样?
void printList(List
它仍然不会通过编译,因为一个 List
解决方案是使用类型通配符:
void printList(List> l) {
for (Object o : l)
System.out.println(o);
}
上面代码中的问号是一个类型通配符。它读作“问号”。List> 是任何泛型 List 的父类型,所以您完全可以将 List
类型通配符的作用
前一屏 类型通配符 中引入了类型通配符,这让您可以声明 List> 类型的变量。您可以对这样的 List 做什么呢?非常方便,可以从中检索元素,但是不能添加元素。原因不是编译器知道哪些方法修改列表哪些方法不修改列表,而是(大多数)变化的方法比不变化的方法需要更多的类型信息。下面的代码则工作得很好:
List
li.add(new Integer(42));
List> lu = li;
System.out.println(lu.get(0));
为什么该代码能工作呢?对于 lu,编译器一点都不知道 List 的类型参数的值。但是编译器比较聪明,它可以做一些类型推理。在本例中,它推断未知的类型参数必须扩展 Object。(这个特定的推理没有太大的跳跃,但是编译器可以作出一些非常令人佩服的类型推理,后面就会看到(在 底层细节 一节中)。所以它让您调用 List.get() 并推断返回类型为 Object。
另一方面,下面的代码不能工作:
List
li.add(new Integer(42));
List> lu = li;
lu.add(new Integer(43)); // error
在本例中,对于 lu,编译器不能对 List 的类型参数作出足够严密的推理,以确定将 Integer 传递给 List.add() 是类型安全的。所以编译器将不允许您这么做。
以免您仍然认为编译器知道哪些方法更改列表的内容哪些不更改列表内容,请注意下面的代码将能工作,因为它不依赖于编译器必须知道关于 lu 的类型参数的任何信息:
List
li.add(new Integer(42));
List> lu = li;
lu.clear();
泛型方法
(在 类型参数 一节中)您已经看到,通过在类的定义中添加一个形式类型参数列表,可以将类泛型化。方法也可以被泛型化,不管它们定义在其中的类是不是泛型化的。
泛型类在多个方法签名间实施类型约束。在 List
类似地,之所以声明泛型方法,一般是因为您想要在该方法的多个参数之间宣称一个类型约束。例如,下面代码中的 ifThenElse() 方法,根据它的第一个参数的布尔值,它将返回第二个或第三个参数:
public
return b ? first : second;
}
注意,您可以调用 ifThenElse(),而不用显式地告诉编译器,您想要 T 的什么值。编译器不必显式地被告知 T 将具有什么值;它只知道这些值都必须相同。编译器允许您调用下面的代码,因为编译器可以使用类型推理来推断出,替代 T 的 String 满足所有的类型约束:
String s = ifThenElse(b, "a", "b");
类似地,您可以调用:
Integer i = ifThenElse(b, new Integer(1), new Integer(2));
但是,编译器不允许下面的代码,因为没有类型会满足所需的类型约束:
String s = ifThenElse(b, "pi", new Float(3.14));
为什么您选择使用泛型方法,而不是将类型 T 添加到类定义呢?(至少)有两种情况应该这样做:
当泛型方法是静态的时,这种情况下不能使用类类型参数。
当 T 上的类型约束对于方法真正是局部的时,这意味着没有在相同类的另一个 方法签名中使用相同 类型 T 的约束。通过使得泛型方法的类型参数对于方法是局部的,可以简化封闭类型的签名。
有限制类型
在前一屏 泛型方法 的例子中,类型参数 V 是无约束的或无限制的 类型。有时在还没有完全指定类型参数时,需要对类型参数指定附加的约束。
考虑例子 Matrix 类,它使用类型参数 V,该参数由 Number 类来限制:
public class Matrix
编译器允许您创建 Matrix