17Stringname=list.get(i);//2
18System.out.println("name:
"+name);
19}
20}
21}
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采用泛型写法后,在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误,通过List,直接限定了list集合中只能含有String类型的元素,从而在//2处无须进行强制类型转换,因为此时,集合能够记住元素的类型信息,编译器已经能够确认它是String类型了。
结合上面的泛型定义,我们知道在List中,String是类型实参,也就是说,相应的List接口中肯定含有类型形参。
且get()方法的返回结果也直接是此形参类型(也就是对应的传入的类型实参)。
下面就来看看List接口的的具体定义:
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1publicinterfaceListextendsCollection{
2
3intsize();
4
5booleanisEmpty();
6
7booleancontains(Objecto);
8
9Iteratoriterator();
10
11Object[]toArray();
12
13T[]toArray(T[]a);
14
15booleanadd(Ee);
16
17booleanremove(Objecto);
18
19booleancontainsAll(Collection
>c);
20
21booleanaddAll(Collection
extendsE>c);
22
23booleanaddAll(intindex,Collection
extendsE>c);
24
25booleanremoveAll(Collection
>c);
26
27booleanretainAll(Collection
>c);
28
29voidclear();
30
31booleanequals(Objecto);
32
33inthashCode();
34
35Eget(intindex);
36
37Eset(intindex,Eelement);
38
39voidadd(intindex,Eelement);
40
41Eremove(intindex);
42
43intindexOf(Objecto);
44
45intlastIndexOf(Objecto);
46
47ListIteratorlistIterator();
48
49ListIteratorlistIterator(intindex);
50
51ListsubList(intfromIndex,inttoIndex);
52}
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我们可以看到,在List接口中采用泛型化定义之后,中的E表示类型形参,可以接收具体的类型实参,并且此接口定义中,凡是出现E的地方均表示相同的接受自外部的类型实参。
自然的,ArrayList作为List接口的实现类,其定义形式是:
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1publicclassArrayListextendsAbstractList
2implementsList,RandomAccess,Cloneable,java.io.Serializable{
3
4publicbooleanadd(Ee){
5ensureCapacityInternal(size+1);//IncrementsmodCount!
!
6elementData[ize++]=e;
7returntrue;
8}
9
10publicEget(intindex){
11rangeCheck(index);
12checkForComodification();
13returnArrayList.this.elementData(offset+index);
14}
15
16//...省略掉其他具体的定义过程
17
18}
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由此,我们从源代码角度明白了为什么//1处加入Integer类型对象编译错误,且//2处get()到的类型直接就是String类型了。
三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法
从上面的内容中,大家已经明白了泛型的具体运作过程。
也知道了接口、类和方法也都可以使用泛型去定义,以及相应的使用。
是的,在具体使用时,可以分为泛型接口、泛型类和泛型方法。
自定义泛型接口、泛型类和泛型方法与上述Java源码中的List、ArrayList类似。
如下,我们看一个最简单的泛型类和方法定义:
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxname=newBox("corn");
6System.out.println("name:
"+name.getData());
7}
8
9}
10
11classBox{
12
13privateTdata;
14
15publicBox(){
16
17}
18
19publicBox(Tdata){
20this.data=data;
21}
22
23publicTgetData(){
24returndata;
25}
26
27}
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在泛型接口、泛型类和泛型方法的定义过程中,我们常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参,由于接收来自外部使用时候传入的类型实参。
那么对于不同传入的类型实参,生成的相应对象实例的类型是不是一样的呢?
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxname=newBox("corn");
6Boxage=newBox(712);
7
8System.out.println("nameclass:
"+name.getClass());//com.qqyumidi.Box
9System.out.println("ageclass:
"+age.getClass());//com.qqyumidi.Box
10System.out.println(name.getClass()==age.getClass());//true
11
12}
13
14}
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由此,我们发现,在使用泛型类时,虽然传入了不同的泛型实参,但并没有真正意义上生成不同的类型,传入不同泛型实参的泛型类在内存上只有一个,即还是原来的最基本的类型(本实例中为Box),当然,在逻辑上我们可以理解成多个不同的泛型类型。
究其原因,在于Java中的泛型这一概念提出的目的,导致其只是作用于代码编译阶段,在编译过程中,对于正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,也就是说,成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。
泛型信息不会进入到运行时阶段。
对此总结成一句话:
泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型。
四.类型通配符
接着上面的结论,我们知道,Box和Box实际上都是Box类型,现在需要继续探讨一个问题,那么在逻辑上,类似于Box和Box是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢?
为了弄清这个问题,我们继续看下下面这个例子:
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxname=newBox(99);
6Boxage=newBox(712);
7
8getData(name);
9
10//ThemethodgetData(Box)inthetypeGenericTestis
11//notableforthearguments(Box)
12getData(age);//1
13
14}
15
16publicstaticvoidgetData(Boxdata){
17System.out.println("data:
"+data.getData());
18}
19
20}
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我们发现,在代码//1处出现了错误提示信息:
ThemethodgetData(Box)inthetypeGenericTestisnotapplicableforthearguments(Box)。
显然,通过提示信息,我们知道Box在逻辑上不能视为Box的父类。
那么,原因何在呢?
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxa=newBox(712);
6Boxb=a;//1
7Boxf=newBox(3.14f);
8b.setData(f);//2
9
10}
11
12publicstaticvoidgetData(Boxdata){
13System.out.println("data:
"+data.getData());
14}
15
16}
17
18classBox{
19
20privateTdata;
21
22publicBox(){
23
24}
25
26publicBox(Tdata){
27setData(data);
28}
29
30publicTgetData(){
31returndata;
32}
33
34publicvoidsetData(Tdata){
35this.data=data;
36}
37
38}
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这个例子中,显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。
在此我们可以使用反证法来进行说明。
假设Box在逻辑上可以视为Box的父类,那么//1和//2处将不会有错误提示了,那么问题就出来了,通过getData()方法取出数据时到底是什么类型呢?
Integer?
Float?
还是Number?
且由于在编程过程中的顺序不可控性,导致在必要的时候必须要进行类型判断,且进行强制类型转换。
显然,这与泛型的理念矛盾,因此,在逻辑上Box不能视为Box的父类。
好,那我们回过头来继续看“类型通配符”中的第一个例子,我们知道其具体的错误提示的深层次原因了。
那么如何解决呢?
总部能再定义一个新的函数吧。
这和Java中的多态理念显然是违背的,因此,我们需要一个在逻辑上可以用来表示同时是Box和Box的父类的一个引用类型,由此,类型通配符应运而生。
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!
且Box
>在逻辑上是Box、Box...等所有Box<具体类型实参>的父类。
由此,我们依然可以定义泛型方法,来完成此类需求。
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxname=newBox("corn");
6Boxage=newBox(712);
7Boxnumber=newBox(314);
8
9getData(name);
10getData(age);
11getData(number);
12}
13
14publicstaticvoidgetData(Box
>data){
15System.out.println("data:
"+data.getData());
16}
17
18}
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有时候,我们还可能听到类型通配符上限和类型通配符下限。
具体有是怎么样的呢?
在上面的例子中,如果需要定义一个功能类似于getData()的方法,但对类型实参又有进一步的限制:
只能是Number类及其子类。
此时,需要用到类型通配符上限。
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1publicclassGenericTest{
2
3publicstaticvoidmain(String[]args){
4
5Boxname=newBox("corn");
6Boxage=newBox(712);
7Boxnumber=newBox(314);
8
9getData(name);
10getData(age);
11getData(number);
12
13//getUpperNumberData(name);//1
14getUpperNumberData(age);//2
15getUpperNumberData(number);//3
16}
17
18publicstaticvoidgetData(Box
>data){
19System.out.println("data:
"+data.getData());
20}
21
22publicstaticvoidgetUpperNumberData(Box
extendsNumber>data){
23System.out.println("data:
"+data.getData());
24}
25
26}
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此时,显然,在代码//1处调用将出现错误提示,而//2//3处调用正常。
类型通配符上限通过形如Box
extendsNumber>形式定义,相对应的,类型通配符下限为Box
superNumber>形式,其含义与类型通配符上限正好相反,在此不作过多阐述了。
五.话外篇
本文中的例子主要是为了阐述泛型中的一些思想而简单举出的,并不一定有着实际的可用性。
另外,一提到泛型,相信大家用到最多的就是在集合中,其实,在实际的编程过程中,自己可以使用泛型去简化开发,且能很好的保证代码质量。
并且还要注意的一点是,Java中没有所谓的泛型数组一说。