19. 泛型

1. 概述

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？ 顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参）， 然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。 泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。也就是说在泛型使用过程中， 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、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

使用来声明一个类型持有者名称，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。

2. Java中泛型的作用

（1）简单安全

  在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。      消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的值保存在集合中      在Java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。

（2）可提高代码的高扩展性和重用率

3. 注意：

1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。 2、同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。 3、泛型的类型参数可以有多个。 4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如习惯上称为“有界类型”。 5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。 例如： Class classType =Class.forName("java.lang.String");

4. 泛型类

泛型类型用于类的定义中，被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类，如：List、Set、Map。

此时，泛型类型可以用在该类的任意用到数据类型的位置，泛型在静态的方法、块、类、属性中不能使用。

原因：静态的东西众所周知是属于类本身的，在类加载的时候，必须要清楚的加载到内存中。

基本语法：

class 类名称 <泛型标识：可以随便写任意标识号，标识指定的泛型的类型>{
  private 泛型标识 /*（成员变量类型）*/ var; 
  .....

  }
}

例子：

定义：

//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Generic{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

实现：

泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。

不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。如下面的操作是非法的，编译时会出错。

//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，即为Integer.
Generic genericInteger = new Generic(123456);

//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，即为String.
Generic genericString = new Generic("key_vlaue");

Log.d("泛型测试","key is " + genericInteger.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + genericString.getKey());

5.泛型接口

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。

定义泛型接口：

public interface Generator {
    public T next();
}

实现泛型接口：

（1）当实现泛型接口的类，未传入泛型实参时：

/**
 * 未传入泛型实参时，与泛型类的定义相同，在声明类的时候，需将泛型的声明也一起加到类中
 * 即：class FruitGenerator implements Generator{
 * 如果不声明泛型，如：class FruitGenerator implements Generator，编译器会报错："Unknown class"
 */

class FruitGenerator implements Generator{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}

（2）当实现泛型接口的类，传入泛型实参时：

/**
 * 传入泛型实参时：
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator
 * 但是我们可以为T传入无数个实参，形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时，如已将泛型类型传入实参类型，则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即：Generator，public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

6.泛型方法

是否拥有泛型方法，与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值前。

public class ExampleA {

public  void f(T x) {

System.out.println(x.getClass().getName());

}

使用泛型方法时，不必指明参数类型，编译器会自己找出具体的类型。

泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。

7. 泛型通配符

类型通配符一般是使用？代替具体的类型实参，注意了，此处’？’是类型实参，而不是类型形参 。再直白点的意思就是，此处的？和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型，可以把？看成所有类型的父类。是一种真实的类型。

可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ? ；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。

例如：

我们知道Ingeter是Number的一个子类，同时在特性章节中我们也验证过Generic与Generic实际上是相同的一种基本类型。

在使用Generic作为形参的方法中，不能使用Generic的实例传入。

因此我们需要一个在逻辑上可以表示同时是Generic和Generic父类的引用类型。由此类型通配符应运而生。

public void showKeyValue1(Generic obj){
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}

Generic gInteger = new Generic(123);
Generic gNumber = new Generic(456);

8. 泛型与静态成员

泛型在静态的方法、块、类、属性中不能使用，静态方法无法访问类上定义的泛型。

原因：静态的东西众所周知是属于类本身的，在类加载的时候，必须要清楚的加载到内存中。

9. 泛型上下边界

由于没有限制class GenericsFoo类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。

在使用泛型的时候，我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制，如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

为泛型添加上边界，即传入的类型实参必须是指定类型的子类型。

比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做：

class GenericsFoo，这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。

注意： 这里的限定使用关键字 extends，后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。

下面继续对上面的例子改进，我只要实现了集合接口的类型：

public class CollectionGenFoo {

  private T x;

  public CollectionGenFoo(T x) {

    this.x = x;

  }

  public T getX() {

    return x;

  }

  public void setX(T x) {

    this.x = x;

  }

}

10.总结

一句话，泛型就是类型参数化。