Java中泛型有什么用

这篇文章主要介绍了Java中泛型有什么用，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

泛型

1、简单泛型

泛型的主要目的之一就是用来指定容器要持有什么类型的对象，而且由编译器来保证类型的正确性。

泛型暂时不指定类型，在使用时决定具体使用什么类型。通过<T>来实现，T就是类型参数。

（1）元组

class TwoTuple<A,B>{    public final A first;    public final B second;    public TwoTuple(A a,B b){        first = a;        second = b;    }    @Override    public String toString() {        return "{ " + first +                ", " + second +                '}';    }}

（2）堆栈

class LinkedStack<T>{    private class Node {        T item;        Node next;        Node() { item = null; next = null; }        Node(T item, Node next) {            this.item = item;            this.next = next;        }        boolean end() { return item == null && next == null; }    }    private Node top = new Node();    public void push(T item) { top = new Node(item, top); }    public T pop() {        T result = top.item;        if(!top.end())            top = top.next;        return result;    }}（3）RandomListclass RandomList<T>{    private ArrayList<T> storage = new ArrayList<>();    private Random rand = new Random(47);    public void add(T item){        storage.add(item);    }    public T select(){        return storage.get(rand.nextInt(storage.size()));    }}

2、泛型接口

泛型也可以应用于接口，例如生成器，这是一种专门负责创建对象的类。

import net.mindview.util.Generator;import java.util.Iterator;class Fibonacci implements Generator<Integer> {    private int count = 0;    public Integer next(){        return fib(count++);    }    private int fib(int n){        if(n<2) return 1;        return fib(n-2) + fib(n-1);    }}class IterableFibonacci implements Iterable<Integer> {    private Fibonacci fib = new Fibonacci();    private int n;    public IterableFibonacci(int count){        n = count;    }    @Override    public Iterator<Integer> iterator() {        return new Iterator<Integer>() {            @Override            public boolean hasNext() {                return n>0;            }            @Override            public Integer next() {                n--;                return fib.next();            }            public void remove() { // Not implemented                throw new UnsupportedOperationException();            }        };    }}

3、泛型方法

　　泛型方法使得该方法能够独立于类而产生变化。使用泛型方法的时候，通常不必指明参数类型，因为编译器会为我们找出具体的类型，这称为类型参数推断。

 class GenericMethods{     public <T> void f(T x){      System.out.println(x.getClass().getSimpleName());     }}

（1）类型推断

　　使用泛型有时候需要向程序中加入更多的代码。如下所示：

 Map<Person,List<? extends Pet>> petPerson =      new HashMap<Person,List<? extends Pet>>();

在泛型方法中可以通过类型推断来简化一部分工作。如下所示：

class New{    public static <K,V> Map<K,V> map(){        return new HashMap<K,V>();    }    public static void main(String[] args) {        Map<Person,List<? extends Pet>> petPerson = New.map();    }}

类型推断只对赋值操作有效，其他时候并不起作用。如果将一个泛型方法的结果作为参数，传递给另一个方法时，另一个方法需要显式的类型说明。如下所示：

public class ExplicitTypeSpecification{    static void f(Map<Person,List<? extends Pet>> petPerson){}    public static void main(String[] args) {        f(New.<Person,List<? extends Pet>>map());    }}

（2）通用的Generator

import net.mindview.util.Generator;public class BasicGenerator<T> implements Generator<T>{    private Class<T> type;    public BasicGenerator(Class<T> type){        this.type = type;    }    public T next(){        try {            return type.newInstance();        }catch (Exception e){            throw new RuntimeException(e);        }    }    public static <T> Generator<T> create(Class<T> type){        return new BasicGenerator<T>(type);    }}

（3）Set实用工具实现数学方法

public class Sets{    @SuppressWarnings("unchecked")    protected static <T> Set<T> copy(Set<T> s) {        if(s instanceof EnumSet)            return ((EnumSet)s).clone();        return new HashSet<T>(s);    }    //并集    public static <T> Set<T> union(Set<T> a, Set<T> b) {        Set<T> result = copy(a);        result.addAll(b);        return result;    }    //交集    public static <T> Set<T> intersection(Set<T> a, Set<T> b) {        Set<T> result = copy(a);        result.retainAll(b);        return result;    }    //差集    public static <T> Set<T> difference(Set<T> superset, Set<T> subset) {        Set<T> result = copy(superset);        result.removeAll(subset);        return result;    }    //包含除了交集以外的所有元素    public static <T> Set<T> complement(Set<T> a, Set<T> b) {        return difference(union(a, b), intersection(a, b));    }}

4、擦除

Java泛型是使用擦除来实现的，这意味着当你在使用泛型时，任何具体的类型信息都被擦除了，你唯一知道的就是你在使用一个对象。因此List<String>和List<Integer>在运行时事实上是相同的类型，都被擦除成它们的“原生”类型List。

（1）迁移兼容性

泛型类型只有在静态类型检查期间才出现，在此之后，程序中的所有泛型类型都将被擦除，替换为他们的非泛型上界。擦除的核心动机是它使得泛化的客户端可以用非泛化的类库来使用，反之亦然，这经常被称为“迁移兼容性”。

（2）擦除的问题

泛型的所有关于参数的类型信息都丢失了，所以不能用于显式地引用运行时类型的操作之中，例如转型、instanceof操作和new表达式。

5、擦除的补偿

（1）由于擦除原因，无法通过instanceof比较类型。如果引入类型标签，就可以转而使用动态的isInstance()。

public class ClassTypeCapture<T>{    Class<T> kind;    public ClassTypeCapture(Class<T> kind){        this.kind = kind;    }    public boolean f(Object arg){        return kind.isInstance(arg);    }}

（2）创建类型实例

通过工厂对象来创建实例。如果使用类型标签，就可以使用newInstance()来创建这个类型的新对象。

class ClassAsFactory<T>{    T x;    public ClassAsFactory(Class<T> kind){        try{            x = kind.newInstance();        }catch(Exception e){            throw new RuntimeException(e);        }    }}

如果类没有默认的构造器，上面的案例会创建失败。为了解决这个问题，可以通过显示的工厂来实现。

interface FactoryI<T>{    T create();}class Foo2<T>{    private T x;    public <F extends FactoryI<T>> Foo2(F factory){        x = factory.create();    }}class IntegerFactory implements FactoryI<Integer>{    public Integer create(){        return new Integer(6);    }}

另一种方式是模板方法设计模式。

abstract class GenericWithCreate<T>{    final T element;    GenericWithCreate(){ element = create(); }    abstract T create();}class X{}class Creator extends GenericWithCreate<X>{    X create(){ return new X(); }}

（3）泛型数组

无法通过 T[] array = new T[sz] 来创建泛型数组，一般的解决方法是在需要泛型数组的地方都使用ArrayList。

在创建泛型数组时，有以下三种情况：

①创建时强制转型

public class GenericArray<T>{    private T[] array;    @SuppressWarnings("unchecked")    public GenericArray(int sz){        array = (T[])new Object[sz];    }    public T[] rep(){ return array; }    public static void main(String[] args) {        GenericArray<Integer> gai = new GenericArray<Integer>(10);        Integer[] ia = gai.rep();//引起ClassCastException        Object[] oa = gai.rep();    }}

②方法返回时强制转型

class GenericArray2<T>{    private Object[] array;    @SuppressWarnings("unchecked")    public GenericArray(int sz){        array = new Object[sz];    }    public T[] rep(){ return (T[])array; }    public static void main(String[] args) {        GenericArray<Integer> gai = new GenericArray<Integer>(10);        Integer[] ia = gai.rep();//引起ClassCastException        Object[] oa = gai.rep();    }}

③使用Array.newInstance()

以上两种方法都无法创建具体类型的数组，无法推翻底层的数组类型，只能是Object[]。通过传入类型标记Class<T>，可以从擦除中恢复。

class GenericArray3<T>{    private T[] array;    @SuppressWarnings("unchecked")    public GenericArray(Class<T> type,int sz){        array = (T[]) Array.newInstance(type,sz);    }    public T[] rep(){ return array; }    public static void main(String[] args) {        GenericArray<Integer> gai = new GenericArray<Integer>(Integer.class,10);        Integer[] ia = gai.rep();//可以正常运行        Object[] oa = gai.rep();    }}

6、边界

边界使得你可以在用于泛型的参数类型上设置限制条件，可以按照自己的边界类型来调用方法。

public class Test {    public static void main(String[] args) {        Man m = new Man();        m.hear();        m.smell();    }}interface SuperPower{}interface SuperHearing extends SuperPower{    void hearSubtleNoises();}interface SuperSmell extends SuperPower{    void trackBySmell();}class SuperHero<POWER extends SuperPower>{    POWER power;    SuperHero(POWER power){ this.power = power; }    POWER getPower(){ return power; }}class CaineHero<POWER extends SuperHearing & SuperSmell> extends SuperHero<POWER>{    CaineHero(POWER power){ super(power); }    void hear(){ power.hearSubtleNoises(); }    void smell(){ power.trackBySmell(); }}class SuperHearSmell implements SuperHearing,SuperSmell{    @Override    public void hearSubtleNoises() {        System.out.println("hearSubtleNoises");    }    @Override    public void trackBySmell() {        System.out.println("trackBySmell");    }}class Man extends CaineHero<SuperHearSmell>{    Man(){ super(new SuperHearSmell()); }}

7、通配符

（1）List<? extends Fruit>协变

表示具有任何从Fruit继承的类型的列表。List<? extends Fruit>可以合法地指向一个List<Apple>。一旦执行这种类型的向上转型，就将丢失掉向其中传递任何对象的能力，甚至是传递Object也不行。

List<? extends Fruit> flist =    Arrays.asList(new Apple());//Compile Error：can't add any type of object//add()的参数是<? extends Fruit>，编译器不知道需要Fruit的哪个//具体的子类型，因此不接受任何类型的Fruit//flist.add(new Apple());//flist.add(new Fruit());//flist.add(new Object());flist.add(null);//Legal but uninterestingApple a = (Apple)flist.get(0);//No warningFruit f = flist.get(0);//No warningflist.contains(new Apple());//参数是Objectflist.indexOf(new Apple());//参数是Object

（2）List<? super Fruit>逆变

超类型通配符可以安全地传递一个类型对象到泛型类型中。List<? super Fruit>意味着向其中添加Fruit或Fruit的子类型是安全的。

List<? super Fruit> flist = new ArrayList<Fruit>();        flist.add(new Apple());        flist.add(new Fruit());//Error:Incompatible Type//Fruit f = flist.get(0);Object f = flist.get(0);//OK,but type information has been lost

（3）无界通配符List<?>

List实际上表示“持有任何Object类型的原生List”，List<?>表示“具有某种特定类型的非原生List，只是我们不知道那种类型是什么”，List<? extends Object>表示“类型是Object的导出类”。

无界通配符的一个重要应用：处理多个泛型参数时，允许一个参数可以是任何类型，同时为其他参数确定某种特定类型。

Map<String,?> map = new HashMap<String,Integer>;map = new HashMap<String,String>;

原生Holder与Holder<?>是大致相同的事物，但存在不同。它们会揭示相同的问题，但是后者将这些问题作为错误而不是警告报告。

static void rawArgs(Holder holder,Object arg){    //holder.set(arg);    //Warning:Unchecked call to set(T) as member    //of the raw type Holder    //holder.set(new Wildcards());//Same Warning    //Can't do this:don't have any 'T'    //T t = holder.get();    //OK,but type infomation has been lost    Object obj = holder.get();}//Similar to rawArgs(),but errors instead of warningsstatic void unboundedArg(Holder<?> holder,Object arg){    //holder.set(arg);    //Error:set(capture of ?) in Holder<capture of ?>    //cannot be applied to (Object)    //holder.set(new Wildcards());//Same Error    //Can't do this:don't have any 'T'    //T t = holder.get();    //OK,but type infomation has been lost    Object obj = holder.get();}

（4）捕获转换

未指定的通配符类型被捕获，并被转换为确切类型。在f2()中调用f1()，参数类型在调用f2()的过程中被捕获，因此它可以在对f1()的调用中被使用。不能从f2()中返回T，因为T对于f2()来说是未知的。

static <T> void f1(Holder<T> holder){    T t = holder.get();     System.out.println(t.getClass().getSimpleName());}static <T> void f2(Holder<T> holder){    f1(holder);}

8、问题

（1）任何基本类型都不能作为类型参数

（2）实现参数化接口

一个类不能实现同一个泛型接口的两种变体。将泛型参数移除掉后，这段代码就可以正常编译了。

interface Payable<T>{}class Employee implements Payable<Employee>{}//Compile Error:cannot be inherited with different type argumentsclass Hourly extends Employee implements Payable<Hourly>{}

（3）转型和警告

使用带有泛型类型参数的转型或instanceof不会有任何效果。

由于擦除原因，编译器无法知道这个转型是否安全，并且pop()方法实际上并没有执行任何转型。如果没有@SuppressWarnings注解，编译器将对pop()产生“Unchecked cast”警告。

private int index = 0;private Object[] storage;@SuppressWarnings("unchecked")public T pop(){ return (T)storage[--index]; }

（4）重载

由于擦除的原因，重载方法将产生相同的类型签名，导致程序不能编译。

public class UseList<W,T>{     void f(List<T> v){}     void f(List<W> v){} }

（5）基类劫持了接口

一旦为Comparable确定了ComparablePet参数，那么其他任何实现类都不能与ComparablePet之外的任何对象比较。在前面的“实现参数化接口”章节里面的第一个例子，就体现了基类劫持接口。

public class ComparablePetimplements Comparable<ComparablePet> {  public int compareTo(ComparablePet arg) {      return 0;  }}class Cat extends ComparablePet implements Comparable<Cat>{  // Error: Comparable cannot be inherited with  // different arguments: <Cat> and <Pet>  public int compareTo(Cat arg) { return 0; }} ///:~class Hamster extends ComparablePet    implements Comparable<ComparablePet>{    public int compareTo(ComparablePet arg) {        return 0;    }}

9、自限定

class Subtype extends BasicHolder<Subtype> {}这样用，就构成自限定了。从定义上来说，它继承的父类的类型参数是它自己。

从使用上来说，Subtype对象本身的类型是Subtype，且Subtype对象继承而来的成员(element)、方法的形参(set方法)、方法的返回值(get方法)也是Subtype了（这就是自限定的重要作用）。这样Subtype对象就只允许和Subtype对象（而不是别的类型的对象）交互了。

class BasicHolder<T> {    T element;    void set(T arg) { element = arg; }    T get() { return element; }    void f() {        System.out.println(element.getClass().getSimpleName());    }}class Subtype extends BasicHolder<Subtype> {}public class CRGWithBasicHolder {    public static void main(String[] args) {        Subtype st1 = new Subtype(), st2 = new Subtype(), st3 = new Subtype();        st1.set(st2);        st2.set(st3);        Subtype st4 = st1.get().get();        st1.f();    }} 

10、异常

由于擦除原因，将泛型应用于异常是非常受限的。但是，类型参数可能会在一个方法的throws子句中用到，这使得你可以编写随检查型异常的类型而发生变化的泛型代码。

interfaceProcessor<T,E extends Exception> {    void process(List<T> resultCollector) throws E;}classProcessRunner<T,E extends Exception>        extends ArrayList<Processor<T,E>> {    List<T> processAll() throws E {        List<T> resultCollector = new ArrayList<T>();        for(Processor<T,E> processor : this)            processor.process(resultCollector);        return resultCollector;    }}class Failure extends Exception {}class Processor1 implements        Processor<String,Failure> {    static int count = 3;    public void process(List<String> resultCollector)            throws Failure1_1, Failure1_2 {        if(count-- > 1)            resultCollector.add("Hep!");        else            resultCollector.add("Ho!");        if(count < 0)                throw new Failure1();    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {        ProcessRunner<String,Failure> runner =                new ProcessRunner<String,Failure>();        for(int i = 0; i < 3; i++)            runner.add(new Processor1());        try {            System.out.println(runner.processAll());        } catch(Failure e) {            System.out.println(e);        }    }}

感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望小编分享的“Java中泛型有什么用”这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持编程网，关注编程网行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!