java什么是泛型_一篇文章告诉你如何使用Java泛型？

只要了解了泛型的一般使用情况就能够解决多半的问题。所以，首先我们来了解一下什么是泛型、为什么要使用它以及应用方法。

什么是泛型？

试想一个简单的添加方法(method)，如下：

long，float 或 double 类型并不能当作输入传给这个方法。

如果从该方法中抽象出数据类型，就可以得到一个新的方式，如下。

在这里，是 泛型参数(也称为类型变量)，和给某一方法声明的参数一样。给 或 传递的泛型参数的值，与方法参数相似，叫做类型参数。

现在考虑数据结构，简单起见，我们来想一想数组。我们能够创建一个任意类型的数组吗？不可以。我们只能创建一个整数数组、浮点数数组或者其他一种特定类型的数组。好了，忘掉所有编程语言里实现数组的方法，然后问一个问题：“我们是否可以从这个数据结构中抽象出一种数据类型？”

答案是肯定的。Java 中的 ArrayList 就是做这件事的一种类。通过 List = new ArrayList<>(); 就能创建一个字符串数组，当整数作为类型参数时，它就是整数数组，其他的也类似。

虽然我们用 ArrayList 作为例子，但由于其复杂性，我们不会讨论他们具体是怎么实现的。我们会借鉴一个盒子并思考怎么把这个盒子做出来，而这个盒子就是某个特定类型的通用框架(a Generic box from a Specific Typed box)。

思考以下代码，将一个字符串放进特定字符串框架(SpecifizedStringBox)对象中，然后以此获得一个字符串。

现在，如果从该对象中抽取其数据类型“Type”，就得到一个由以下代码代表的通用框架(GenericBox，也就是泛型)，而该框架可以使用 String、Integer、Boolean 等任意数据类型。

所以，使用泛型，就是要从某个方法(method)或者类(class)中，抽象出一种适用于任意类型的通用方法／类。

为什么要用泛型？

简单点的答案就是，通过泛型抽象数据类型后，你的代码可以重复使用并且易于维护。

泛型应用在什么地方？

看起来似乎通过重构已有特定类型的方法或框架，就能应用泛型。在处理数据结构和原始数据类型时，似乎还挺容易，但是我们总会在各不相同的类中建立大量的数据类型。泛型编程模式(Generic Programming Paradigm)和 面向对象编程(OOP)混合在一起时，就很难决定是否要使用泛型。理解在哪里应用泛型，问题就解决了一半。

本文就将带你了解一些典型的泛型用例，包括其使用场景，也可以让你在遇到同类型问题时能够合理应用泛型。

Java 在 JDK 5.0 中引用泛型的目的在于：

类型安全性(Type safety)：一旦使用类型参数后，在该方法或框架中就不存在其他的数据类型，同时也避免了类型转化的需求；

通用编程及参数的多态性。

C++ 的模版编程能帮我们实现通用编程及参数的多态性，根据数据的类型(预定义或用户定义的)转化同样的算法模型，达到复用同一个代码或程序的目的。在 Java 中也可以使用类似的方法。

现在来看一下几个常用的泛型用例。

用例 1 : 泛型的第一级别用法是算法和数据类型

算法和数据结构并行，数据类型的微小变化可能会改变一个算法的复杂性。

数据结构中的数据有类型，用泛型将这种类型抽取出来，可以作为类型参数。而算法的输入参数也具有数据类型，同样，通过泛型可以将该类型从输入参数中抽象出来。因此，泛型适用于使用特定数据结构的任意一种算法。

不过事实上，泛型主要用于 Java 的集合 API。

如果你自己写数据结构，那么一定试试利用泛型。除了Java 的集合 API，你也会在 Guava、Apache Common Collection、FastUtils、JCtools 和 Eclipse Collection 里发现其他对泛型更好的应用。

用例 2 ：数值输入框或者单个元素的容器

具备可通用类型的数据结构，可以称之为泛型框架(Generics Boxes)。例如 ArrayList、LinkedList 等等这样的类就代表数据类型，同时为他们同类型的数据起着泛型框架的作用。

有时候，通用框架以单个元素而不是集合的形式出现。诸如 Map 映射中的输入 ，节点 ，数据对 ，以及其他代数数据类型，像是可选项 , 选择 等等，它们只作为特定类型数据的依托(Holder)或封装器(wrapper)而已。

ThreadLocal 和 AtomicReference 在适用于并发访问算法的单元素容器中，是非常好的例子。

类似的用法有时合理，而有一些则不太适

用。 一个盒子在早期确实可以容纳任何类型的物品，但现在会将其进行分类：这个盒子用来装玩具，而下一个盒子用来装笔，等等。

杯子是很好的例子，可以把它比做实时对象类型的依托物(Holder)，它可以装茶、咖啡或者任何饮料。公交上可以坐男人和女人，如果让公交具备类型安全性且只允许女人上车，那么我们可以称之为女士公交。这种比喻可能有点欠妥，但它提出了商业用例，尤其是封装器或者依托物也具有应用泛型的可能。尝试询问业务的封装或依托是否有使用数据结构的倾向，如果有，那么使用泛型会更好。

用例类型 3 ：抽象类型的泛型工具方法

泛型算法不一定总是和特定的数据结构或算法绑定在一起。有时，基于实际应用的满意度，它还可以应用在大多数抽象数据结构组中。

在 Java 中就有该Collections工具类。

查看以下方法，了解什么方法能适用：

Collection Factories Methods, Empty/Singleton

emptyList, emptyMap, emptySet

singleton, singletonList, singletonMap

封装方法(Synchronized, UnModifiable, Checked Collection)：

synchronizedCollection, synchronizedSet, synchronizedMap

unmodifiableCollection, unmodifiableSet, unmodifiableList

checkedCollection, checkedList, checkedSet

还有一些泛型方法，可归为四大类：

1. 更改列表中的元素顺序：reverse，rotate，shuffle，sort，swap；

2. 更改列表内容：copy, fill, replaceAll；

3. 在集合中寻找极值：最大值，最小值；

4. 在列表中查找特定值：binarySearch，indexOfSubList，lastIndexOfSubList。

由于他们适用于列表中的任意类型，这些都是可复用的功能。我们会发现，大多数集合都适用泛型方法。

用例类型 4 ：泛型方法用于类的分层并行结构中

Spring 框架中的 JpaRepository、CrudRepository 都已使用泛型构建，创建、更新、查找、查找所有、删除等等，是适用于所有实体的泛型方法。

需要给每个实体创建一个并行数据访问对象(DAO)类时，会出现类的分层并行结构(parallel hierarchy of classes)。 不过 DAO 模式并不是其出现的唯一情况。

如果为了提供更多可能的方法实例，我们可以通过将方法与对象解除联系的方式，来应用策略模式(Strategy Pattern)处理业务问题，这时类的分层并行结构就会出现。

每当我们添加一个新类，就会增加一个并行的测试用例。如果需要工厂，我们就添加一个并行工厂类。 类的分层并行结构出现在业务用例中。试想一辆新车，比如“大巴车”，把它添加到以下的车辆层级中时，可能还需要添加一个“大巴车司机”的类。

来看以下分层并行类和其泛型的例子：

用例类型 5 : 创建类型安全的异构容器

集合 是均质容器的一个示例，任何字符串以外的东西都不能放进该框架里。

而集合 是异构容器的一个例子，可以放入任意对象。集合 便不是类型安全的，需要检查类型、进行转换，类似于原始类型的集合(原始类型是没有泛型类型参数的通用类型，它将对象视为默认的类型参数)。Java 没有为类型安全的异构容器提供第一级别的支持。

在集合 中，类型参数“String”被用作类型参数“T”，以确保类型安全。但是对于 Map，它却有两个类型参数，通过之前Java 集合 API 的例子，通常泛型会限制每个容器类型参数的数量为一个定值。可以将类型参数设置在Map映射的键(key)上，而不是容器上，从而绕过这个限制。在建立类型安全的异构容器／Map映射时，利用类对象作为键。

像是 bean 容器，异常处理程序容器，或服务查找容器都是异构容器的示例，都可以使用泛型来进行类型安全化，方法既使用类对象作为键实现动态转换。