java泛型详解Word格式.docx
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看完了泛型类，接下来我们来了解一下泛型方法。
声明一个泛型方法很简单，只要在返回类型前面加上一个类似的形式就行了：
publicclassUtil{publicstaticbooleancompare（Pairp1,Pairp2）{returnp1.getKey（）.equals（p2.getKey（））&
&
p1.getValue（）.equals（p2.getValue（））;
}}publicclassPair{privateKkey;
privateVvalue;
publicPair（Kkey,Vvalue）{this.key=key;
this.value=value;
}publicvoidsetKey（Kkey）{this.key=key;
}publicvoidsetValue（Vvalue）{this.value=value;
}publicKgetKey（）{returnkey;
}publicVgetValue（）{returnvalue;
我们可以像下面这样去调用泛型方法：
Pairp1=newPair（1,'
apple'
）;
Pairp2=newPair（2,'
pear'
booleansame=Upare（p1,p2）;
或者在Java1.7/1.8利用typeinference，让Java自动推导出相应的类型参数：
边界符
现在我们要实现这样一个功能，查找一个泛型数组中大于某个特定元素的个数，我们可以这样实现：
publicstaticintcountGreaterThan（T[]anArray,Telem）{intcount=0;
for（Te:
anArray）if（e>
elem）//compilererror++count;
returncount;
}
但是这样很明显是错误的，因为除了short,int,double,long,float,byte,char等原始类型，其他的类并不一定能使用操作符>
，所以编译器报错，那怎么解决这个问题呢？
答案是使用边界符。
publicinterfaceComparable{publicintcompareTo（To）;
做一个类似于下面这样的声明，这样就等于告诉编译器类型参数T代表的都是实现了Comparable接口的类，这样等于告诉编译器它们都至少实现了compareTo方法。
publicstatic>
intcountGreaterThan（T[]anArray,Telem）{intcount=0;
anArray）if（pareTo（elem）>
0）++count;
通配符
在了解通配符之前，我们首先必须要澄清一个概念，还是借用我们上面定义的Box类，假设我们添加一个这样的方法：
publicvoidboxTest（Boxn）{/*...*/}
那么现在Boxn允许接受什么类型的参数？
我们是否能够传入Box或者Box呢？
答案是否定的，虽然Integer和Double是Number的子类，但是在泛型中Box或者Box与Box之间并没有任何的关系。
这一点非常重要，接下来我们通过一个完整的例子来加深一下理解。
首先我们先定义几个简单的类，下面我们将用到它：
classFruit{}classAppleextendsFruit{}classOrangeextendsFruit{}
下面这个例子中，我们创建了一个泛型类Reader，然后在f1（）中当我们尝试Fruitf=fruitReader.readExact（apples）;
编译器会报错，因为List与List之间并没有任何的关系。
publicclassGenericReading{staticListapples=Arrays.asList（newApple（））;
staticListfruit=Arrays.asList（newFruit（））;
staticclassReader{TreadExact（Listlist）{returnlist.get（0）;
}}staticvoidf1（）{ReaderfruitReader=newReader（）;
//Errors:
ListcannotbeappliedtoList.//Fruitf=fruitReader.readExact（apples）;
}publicstaticvoidmain（String[]args）{f1（）;
但是按照我们通常的思维习惯，Apple和Fruit之间肯定是存在联系，然而编译器却无法识别，那怎么在泛型代码中解决这个问题呢？
我们可以通过使用通配符来解决这个问题：
staticclassCovariantReader{TreadCovariant（Listlist）{returnlist.get（0）;
}}staticvoidf2（）{CovariantReaderfruitReader=newCovariantReader（）;
Fruitf=fruitReader.readCovariant（fruit）;
Fruita=fruitReader.readCovariant（apples）;
}publicstaticvoidmain（String[]args）{f2（）;
这样就相当与告诉编译器，fruitReader的readCovariant方法接受的参数只要是满足Fruit的子类就行（包括Fruit自身），这样子类和父类之间的关系也就关联上了。
PECS原则
上面我们看到了类似的用法，利用它我们可以从list里面get元素，那么我们可不可以往list里面add元素呢？
我们来尝试一下：
publicclassGenericsAndCovariance{publicstaticvoidmain（String[]args）{//Wildcardsallowcovariance:
Listflist=newArrayList（）;
//CompileError:
can'
taddanytypeofobject:
//flist.add（newApple（））//flist.add（newOrange（））//flist.add（newFruit（））//flist.add（newObject（））flist.add（null）;
//Legalbutuninteresting//WeKnowthatitreturnsatleastFruit:
Fruitf=flist.get（0）;
答案是否定，Java编译器不允许我们这样做，为什么呢？
对于这个问题我们不妨从编译器的角度去考虑。
因为Listflist它自身可以有多种含义：
Listflist=newArrayList（）;
当我们尝试add一个Apple的时候，flist可能指向newArrayList（）;
当我们尝试add一个Orange的时候，flist可能指向newArrayList（）;
当我们尝试add一个Fruit的时候，这个Fruit可以是任何类型的Fruit，而flist可能只想某种特定类型的Fruit，编译器无法识别所以会报错。
所以对于实现了的集合类只能将它视为Producer向外提供（get）元素，而不能作为Consumer来对外获取（add）元素。
如果我们要add元素应该怎么做呢？
可以使用：
publicclassGenericWriting{staticListapples=newArrayList（）;
staticListfruit=newArrayList（）;
staticvoidwriteExact（Listlist,Titem）{list.add（item）;
}staticvoidf1（）{writeExact（apples,newApple（））;
writeExact（fruit,newApple（））;
}staticvoidwriteWithWildcard（Listlist,Titem）{list.add（item）}staticvoidf2（）{writeWithWildcard（apples,newApple（））;
writeWithWildcard（fruit,newApple（））;
f2（）;
这样我们可以往容器里面添加元素了，但是使用super的坏处是以后不能get容器里面的元素了，原因很简单，我们继续从编译器的角度考虑这个问题，对于Listlist，它可以有下面几种含义：
Listlist=newArrayList（）;
当我们尝试通过list来get一个Apple的时候，可能会get得到一个Fruit，这个Fruit可以是Orange等其他类型的Fruit。
根据上面的例子，我们可以总结出一条规律，”ProducerExtends,ConsumerSuper”：
“ProducerExtends”–如果你需要一个只读List，用它来produceT，那么使用?
extendsT。
“ConsumerSuper”–如果你需要一个只写List，用它来consumeT，那么使用?
superT。
如果需要同时读取以及写入，那么我们就不能使用通配符了。
如何阅读过一些Java集合类的源码，可以发现通常我们会将两者结合起来一起用，比如像下面这样：
publicclassCollections{publicstaticvoidcopy（Listdest,Listsrc）{for（inti=0;
idest.set（i,src.get（i））;
类型擦除
Java泛型中最令人苦恼的地方或许就是类型擦除了，特别是对于有C++经验的程序员。
类型擦除就是说Java泛型只能用于在编译期间的静态类型检查，然后编译器生成的代码会擦除相应的类型信息，这样到了运行期间实际上JVM根本就知道泛型所代表的具体类型。
这样做的目的是因为Java泛型是1.5之后才被引入的，为了保持向下的兼容性，所以只能做类型擦除来兼容以前的非泛型代码。
对于这一点，如果阅读Java集合框架的源码，可以发现有些类其实并不支持泛型。
说了这么多，那么泛型擦除到底是什么意思呢？
我们先来看一下下面这个简单的例子：
publicclassNode{privateTdata;
privateNodenext;
publicNode（Tdata,Nodenext）{this.data=data;
this.next=next;
}publicTgetData（）{returndata;
}//...}
编译器做完相应的类型检查之后，实际上到了运行期间上面这段代码实际上将转换成：
publicclassNode{
privateObjectdata;
publicNode（Objectdata,Nodenext）{this.data=data;
}publicObjectgetData（）{returndata;
这意味着不管我们声明Node还是Node，到了运行期间，JVM统统视为Node。
有没有什么办法可以解决这个问题呢？
这就需要我们自己重新设置bounds了，将上面的代码修改成下面这样：
publicclassNode>
{privateTdata;
这样编译器就会将T出现的地方替换成Comparable而不再是默认的Object了：
publicclassNode{privateComparabledata;
publicNode（Comparabledata,Nodenext）{this.data=data;
}publicComparablegetData（）{returndata;
上面的概念或许还是比较好理解，但其实泛型擦除带来的问题远远不止这些，接下来我们系统地来看一下类型擦除所带来的一些问题，有些问题在C++的泛型中可能不会遇见，但是在Java中却需要格外小心。
问题一
在Java中不允许创建泛型数组，类似下面这样的做法编译器会报错：
List[]arrayOfLists=newList[2];
//compile-timeerror
为什么编译器不支持上面这样的做法呢？
继续使用逆向思维，我们站在编译器的角度来考虑这个问题。
我们先来看一下下面这个例子：
Object[]strings=newString[2];
strings[0]='
hi'
;
//OKstrings[1]=100;
//AnArrayStoreExceptionisthrown.
对于上面这段代码还是很好理解，字符串数组不能存放整型元素，而且这样的错误往往要等到代码运行的时候才能发现，编译器是无法识别的。
接下来我们再来看一下假设Java支持泛型数组的创建会出现什么后果：
Object[]stringLists=newList[];
//compilererror,butpretendit'
sallowedstringLists[0]=newArrayList（）;
//OK//AnArrayStoreExceptionshouldbethrown,buttheruntimecan'
tdetectit.stringLists[1]=newArrayList（）;
假设我们支持泛型数组的创建，由于运行时期类型信息已经被擦除，JVM实际上根本就不知道newArrayList（）和newArrayList（）的区别。
类似这样的错误假如出现才实际的应用场景中，将非常难以察觉。
如果你对上面这一点还抱有怀疑的话，可以尝试运行下面这段代码：
publicclassErasedTypeEquivalence{publicstaticvoidmain（String[]args）{Classc1=newArrayList（）.getClass（）;
Classc2=newArrayList（）.getClass（）;
System.out.println（c1==c2）;
//true}}
问题二
继续复用我们上面的Node的类，对于泛型代码，Java编译器实际上还会偷偷帮我们实现一个Bridgemethod。
publicclassNode{publicTdata;
publicNode（Tdata）{this.data=data;
}publicvoidsetData（Tdata）{System.out.println（'
Node.setData'
this.data=data;
}}publicclassMyNodeextendsNode{publicMyNode（Integerdata）{super（data）;
}publicvoidsetData（Integerdata）{System.out.println（'
MyNode.setData'
super.setData（data）;
看完上面的分析之后，你可能会认为在类型擦除后，编译器会将Node和MyNode变成下面这样：
publicclassNode{publicObjectdata;
publicNode（Objectdata）{this.data=data;
}publicvoidsetData（Objectdata）{System.out.println（'
实际上不是这样的，我们先来看一下下面这段代码，这段代码运行的时候会抛出ClassCastException异常，提示String无法转换成Integer：
MyNodemn=newMyNode（5）;
Noden=mn;
//Arawtype-compilerthrowsanuncheckedwarningn.setData（'
Hello'
//CausesaClassCastExceptiontobethrown.//Integerx=mn.data;
如果按照我们上面生成的代码，运行到第3行的时候不应该报错（注意我注释掉了第4行），因为MyNode中不存在setData（Stringdata）方法，所以只能调用父类Node的setData（Objectdata）方法，既然这样上面的第3行代码不应该报错，因为String当然可以转换成Object了，那ClassCastException到底是怎么抛出的？
实际上Java编译器对上面代码自动还做了一个处理：
classMyNodeextendsNode{//BridgemethodgeneratedbythecompilerpublicvoidsetData（Objectdata）{setData（（Integer）data）;
这也就是为什么上面会报错的原因了，setData（（Integer）data）;
的时候String无法转换成Integer。
所以上面第2行编译器提示uncheckedwarning的时候，我们不能选择忽略，不然要等到运行期间才能发现异常。
如果我们一开始加上Noden=mn就好了，这样编译器就可以提前帮我们发现错误。
问题三
正如我们上面提到的，Java泛型很大程度上只能提供静态类型检查，然后类型的信息就会被擦除，所以像下面这样利用类型参数创建实例的做法编译器不会通过：
publicstaticvoidappend（Listlist）{Eelem=newE（）;
//compile-timeerrorlist.add（elem）;
但是如果某些场景我们想要需要利用类型参数创建实例，我们应该怎么做呢？
可以利用反射解决这个问题：
publicstaticvoidappend（Listlist,Classcls）throwsException{Eelem=cls.newInstance（）;
//OKlist.add（elem）;
我们可以像下面这样调用：
Listls=newArrayList（）;
append（ls,String.class）;
实际上对于上面这个问题，还可以采用Factory和Template两种设计模式解决，感兴趣的朋友不妨去看一下ThinkinginJava中第15章中关于Creatinginstanceoftypes（英文版第664页）的讲解，这里我们就不深入了。
问题四
我们无法对泛型代码直接使用instanceof关键字，因为Java编译器在生成代码的时候会擦除所有相关泛型的类型信息，正如我们上面验证过的JVM在运行时期无法识别出ArrayList和ArrayList的之间的区别：
publicstaticvoidrtti（Listlist）{if（listinstanceofArrayList）{//compile-timeerror//...}}=>
{ArrayList,ArrayList,LinkedList,
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