Java泛型详解

简介：本篇用通俗例子去讲一下泛型的结构和语法以及一些特点。

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一、泛型的基本概念

学习泛型之前我们首先回顾下集合Collection和数组Array的区别：

数组长度一般固定不变，可以存放任意数据类型，但存放的数据类型要一致。

集合长度一般可变，可以存放任意引用数据类型，但存储的数据类型可以不一致。

也就是说一个集合既可以存放String类型的数据又可以存放Integer类型数据(int对应的引用数据类型)。

这样就会出现一个问题：

假设：我现在用一个集合，存储班里所有人的姓名，结果我不小心把年龄也存进去了。

这个时候编译是不会报错的，因为集合本来就可以存放多种数据类型，但是我以为只有大家的姓名，也就是字符串。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class Genericity {
    public static void mian (String args[]) {
        Collection namecoll =new ArrayList();
        // 存放一个String类型的数据
        namecoll.add("孙不坚1208");
        // 存放一个Integer类型的数据
        namecoll.add(18);
        // 循环遍历
        for(Object object:namecoll) {
            System.out.println(namecoll);
        }
    }
}

代码详解

1.在Collection集合中添加一个String类型的数据。

2.在Collection集合中添加一个Integer类型的数据（18会自动转换成对应的引用数据类型）。

3.现在我想统计班里人名，通过加强for循环遍历。

4.运行报错，因为有一个其他数据类型的数据混进来了，编译时期不能检测到，运行时会出现类转化异常，运行肯定出现 java.lang.ClassCastException。

面对java.lang.ClassCastException这种问题该怎么办呢？

这种时候，就需要使用到泛型了。即我们创建集合时先说清楚，只能存放String类型的数据，这时候若是有人存储其他类型的数据编译就会报错。等于是将运行时期会发生的异常提前到编译时期了。

所以泛型的作用是一种安全机制，是一种书写规范，它和接口的作用有着一定的类似，都是在制定规则。

这里我们用现实里的一个例子说明接口与泛型，就以我们都经历过的语文课上写作文为例。

如何理解接口？

接口里的抽象方法只有方法名，没有方法体，实现类必须重写该方法说明方法体。

语文课老师只给你一个题目，你要写一篇800字的作文，题目名就好比抽象方法，作文就好比实现类重写方法。所以接口就和作文题目一样是在制定规则。

如何理解泛型？

作文题材不限，记叙文、议论文、诗歌都可以，但是不能一篇作文既写成记叙文又写成议论文。一旦你确定了题材（比如说写议论文），那么这篇作文就不能写其他题材了（只能写议论文），如果你想写其他题材，那下一篇作文重新写其他题材。

所以泛型的使用就好比作文题材不限，但一次只能写一种题材，至于是什么题材，由我们自己定,但确定了是什么题材就需要只按这个题材去写。

二、泛型的使用

泛型的使用主要有泛型类、泛型接口、泛型方法以及泛型通配符。

1.泛型类

首先常用的ArrayList类就是一个泛型类，观察它的源码：

1.1泛型使用格式

public class ArrayList<E>{ }

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { }；

ArrayList类中使用E来代表泛型的变量，E本身并没有含义，任意一个大写字母都可以，A、B、T、W都可以。

1.2泛型类的使用

ArrayList<T> list = new ArrayList<>();

在创建对象的时候确定泛型，指定好了后这个对象就只能装指定的数据类型了。

如果要换其他数据类型，就要重新创建该类的对象，重新指定泛型。

1.3ArrayList的add方法

public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}

add方法参数就是一个泛型，也就是说创建对象时确定的是哪个类型，使用add方法就只能添加这个类型了，这就起到了一个千变万化的效果。

2.泛型接口

// 这是一个泛型接口
public interface MyInterface<T> {
    void sayhello(T t);
}
// 接口的实现类不给泛型赋值，MyClass1是一个泛型类
class MyClass1<T> implements MyInterface<T> {
    @Override
    public void sayhello(T t){ }
}
// 接口的实现类，给泛型赋值 String，MyClass是一个String泛型类
class MyClass2 implements MyInterface<String> {
    @Override
    public void sayhello(String str){
        System.out.println("你好，我是"+str);
    }
}

2.1泛型接口格式

public interface MyInterface<T> {
void sayhello(T t);
}

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }

这次我们自定义一个泛型接口，泛型为T。

2.2泛型类的使用一

class MyClass1<T> implements MyInterface<T> {
@Override
public void sayhello(T t){ }
}

实现类实现接口但不指定泛型，这个类也就成了泛型类。

ArrayList类本质上也就是这种情况，它实现了List<E>接口，但是没有指定泛型。

2.3泛型类的使用二

class MyClass2 implements MyInterface<String> {
@Override
public void sayhello(String str){
System.out.println(“你好，我是”+str);
}
}

这里实现类实现接口、同时指定泛型类型为String。

3.泛型方法

public class MyMethod {
    // 泛型方法格式
    public <T> T show(T t) {
        return t;
    }
    public static void main(String args[]) {
        MyMethod M =new MyMethod();
        M.show("孙不坚1208");
    }
}

3.1泛型方法格式

public <T> T show(T t) {
return t;
}

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }

3.2泛型方法使用

MyMethod M = new MyMethod();
M.show(“孙不坚”);

调用方法时，确定泛型的类型。

4.泛型通配符

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        method(list1);
        method(list2);
    }
    private static void method(ArrayList<?> list) {
        for (Object o:list){
            System.out.println(o);
        }
    }

}

4.1两个不同类型的集合

一个集合泛型为String类，一个集合泛型为Integer，我们都知道
ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer> list2是两个不同的类型，如果用常规方法，那要两个方法（方法重载）,对于泛型，我们可以通过通配符处理。

4.2泛型的通配符

不知道使用什么类型来接收的时候，此时可以使用<?>，**?**表示未知通配符。

其中泛型通配符还可以这样使用：

• <? extends Person>：表示可以传递Person及其子类
• <? super Person>：表示可以传递Person及其父类

注意： 泛型不存在继承关系：ArrayList<Object>list并不是ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer>list2的父类，它们三个是三个不同的类型。