讲解Java的泛型

我们知道，使用变量之前要定义，定义一个变量时必须要指明它的数据类型，什么样的数据类型赋给什么样的值。

假如我们现在要定义一个类来表示坐标，要求坐标的数据类型可以是整数、小数和字符串，例如：

x = 10、y = 10x = 12.88、y = 129.65x = "东京180度"、y = "北纬210度"

针对不同的数据类型，除了借助方法重载，还可以借助自动装箱和向上转型。我们知道，基本数据类型可以自动装箱，被转换成对应的包装类；Object 是所有类的祖先类，任何一个类的实例都可以向上转型为 Object 类型，例如：

int --> Integer --> Object

double -->Double --> Object

String --> Object

这样，只需要定义一个方法，就可以接收所有类型的数据。请看下面的代码：

public class Demo { public static void main(String[] args){ Point p = new Point(); (10); // int -> Integer -> Object (20); int x = (Integer)(); // 必须向下转型 int y = (Integer)(); tln("This point is：" + x + ", " + y); (25.4); // double -> Integer -> Object ("东京180度"); double m = (Double)(); // 必须向下转型 double n = (Double)(); // 运行期间抛出异常 tln("This point is：" + m + ", " + n); }}class Point{ Object x = 0; Object y = 0; public Object getX() { return x; } public void setX(Object x) { this.x = x; } public Object getY() { return y; } public void setY(Object y) { this.y = y; }}

上面的代码中，生成坐标时不会有任何问题，但是取出坐标时，要向下转型，在 Java多态对象的类型转换 一文中我们讲到，向下转型存在着风险，而且编译期间不容易发现，只有在运行期间才会抛出异常，所以要尽量避免使用向下转型。运行上面的代码，第12行会抛出 sCastException 异常。

那么，有没有更好的办法，既可以不使用重载（有重复代码），又能把风险降到最低呢？

有，可以使用泛型类(Java Class)，它可以接受任意类型的数据。所谓“泛型”，就是“宽泛的数据类型”，任意的数据类型。

更改上面的代码，使用泛型类：

public class Demo { public static void main(String[] args){ // 实例化泛型类 Pointp1 = new Point(); (10); (20); int x = (); int y = (); tln("This point is：" + x + ", " + y); Pointp2 = new Point(); (25.4); ("东京180度"); double m = (); String n = (); tln("This point is：" + m + ", " + n); }}// 定义泛型类class Point{ T1 x; T2 y; public T1 getX() { return x; } public void setX(T1 x) { this.x = x; } public T2 getY() { return y; } public void setY(T2 y) { this.y = y; }}

运行结果：

This point is：10, 20This point is：25.4, 东京180度

与普通类的定义相比，上面的代码在类名后面多出了，T1, T2 是自定义的标识符，也是参数，用来传递数据的类型，而不是数据的值，我们称之为类型参数。在泛型中，不但数据的值可以通过参数传递，数据的类型也可以通过参数传递。T1, T2 只是数据类型的占位符，运行时会被替换为真正的数据类型。

传值参数（我们通常所说的参数）由小括号包围，如 (int x, double y)，类型参数（泛型参数）由尖括号包围，多个参数由逗号分隔，如或。

类型参数需要在类名后面给出。一旦给出了类型参数，就可以在类中使用了。类型参数必须是一个合法的标识符，习惯上使用单个大写字母，通常情况下，K 表示键，V 表示值，E 表示异常或错误，T 表示一般意义上的数据类型。

泛型类在实例化时必须指出具体的类型，也就是向类型参数传值，格式为：

className variable= new className();

也可以省略等号右边的数据类型，但是会产生警告，即：

className variable= new className();

因为在使用泛型类时指明了数据类型，赋给其他类型的值会抛出异常，既不需要向下转型，也没有潜在的风险，比本文一开始介绍的自动装箱和向上转型要更加实用。

注意：

泛型是 Java 1.5 的新增特性，它以C++模板为参照，本质是参数化类型(Parameterized Type)的应用。

类型参数只能用来表示引用类型，不能用来表示基本类型，如 int、double、char 等。但是传递基本类型不会报错，因为它们会自动装箱成对应的包装类。

泛型方法

除了定义泛型类，还可以定义泛型方法，例如，定义一个打印坐标的泛型方法：

public class Demo { public static void main(String[] args){ // 实例化泛型类 Pointp1 = new Point(); (10); (20); tPoint((), ()); Pointp2 = new Point(); (25.4); ("东京180度"); tPoint((), ()); }}// 定义泛型类class Point{ T1 x; T2 y; public T1 getX() { return x; } public void setX(T1 x) { this.x = x; } public T2 getY() { return y; } public void setY(T2 y) { this.y = y; } // 定义泛型方法 publicvoid printPoint(T1 x, T2 y){ T1 m = x; T2 n = y; tln("This point is：" + m + ", " + n); }}

运行结果：

This point is：10, 20This point is：25.4, 东京180度

上面的代码中定义了一个泛型方法 printPoint()，既有普通参数，也有类型参数，类型参数需要放在修饰符后面、返回值类型前面。一旦定义了类型参数，就可以在参数列表、方法体和返回值类型中使用了。

与使用泛型类不同，使用泛型方法时不必指明参数类型，编译器会根据传递的`参数自动查找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。

注意：泛型方法与泛型类没有必然的联系，泛型方法有自己的类型参数，在普通类中也可以定义泛型方法。泛型方法 printPoint() 中的类型参数 T1, T2 与泛型类 Point 中的 T1, T2 没有必然的联系，也可以使用其他的标识符代替：

public staticvoid printPoint(V1 x, V2 y){ V1 m = x; V2 n = y; tln("This point is：" + m + ", " + n);}

泛型接口

在Java中也可以定义泛型接口，这里不再赘述，仅仅给出示例代码：

public class Demo { public static void main(String arsg[]) { Infoobj = new InfoImp(""); tln("Length Of String: " + ar()th()); }}//定义泛型接口interface Info{ public T getVar();}//实现接口class InfoImpimplements Info{ private T var; // 定义泛型构造方法 public InfoImp(T var) { ar(var); } public void setVar(T var) { = var; } public T getVar() { return ; }}

运行结果：

Length Of String: 18

类型擦除

如果在使用泛型时没有指明数据类型，那么就会擦除泛型类型，请看下面的代码：

public class Demo { public static void main(String[] args){ Point p = new Point(); // 类型擦除 (10); (20.8); int x = (Integer)(); // 向下转型 double y = (Double)(); tln("This point is：" + x + ", " + y); }}class Point{ T1 x; T2 y; public T1 getX() { return x; } public void setX(T1 x) { this.x = x; } public T2 getY() { return y; } public void setY(T2 y) { this.y = y; }}

运行结果：

This point is：10, 20.8

因为在使用泛型时没有指明数据类型，为了不出现错误，编译器会将所有数据向上转型为 Object，所以在取出坐标使用时要向下转型，这与本文一开始不使用泛型没什么两样。

限制泛型的可用类型

在上面的代码中，类型参数可以接受任意的数据类型，只要它是被定义过的。但是，很多时候我们只需要一部分数据类型就够了，用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如，编写一个泛型函数用于返回不同类型数组（Integer 数组、Double 数组、Character 数组等）中的最大值：

publicT getMax(T array[]){ T max = null; for(T element : array){ max = leValue() > leValue() ? element : max; } return max;}

上面的代码会报错，doubleValue() 是 Number 类的方法，不是所有的类都有该方法，所以我们要限制类型参数 T，让它只能接受 Number 及其子类（Integer、Double、Character 等）。

通过 extends 关键字可以限制泛型的类型，改进上面的代码：

publicT getMax(T array[]){ T max = null; for(T element : array){ max = leValue() > leValue() ? element : max; } return max;}

表示 T 只接受 Number 及其子类，传入其他类型的数据会报错。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 是继承自 Number 类的类型，或者 T 是实现了 XX 接口的类型。

类型参数的范围

在泛型中，如果不对类型参数加以限制，它就可以接受任意的数据类型，只要它是被定义过的。但是，很多时候我们只需要一部分数据类型就够了，用户传递其他数据类型可能会引起错误。例如，编写一个泛型函数用于返回不同类型数组（Integer 数组、Double 数组等）中的最大值：

publicT getMax(T array[]){ T max = null; for(T element : array){ max = leValue() > leValue() ? element : max; } return max;}

上面的代码会报错，doubleValue() 是 Number 类及其子类的方法，不是所有的类都有该方法，所以我们要限制类型参数 T，让它只能接受 Number 及其子类（Integer、Double、Character 等）。

通过 extends 关键字可以限制泛型的类型的上限，改进上面的代码：

publicT getMax(T array[]){ T max = null; for(T element : array){ max = leValue() > leValue() ? element : max; } return max;}

表示 T 只接受 Number 及其子类，传入其他类型的数据会报错。这里的限定使用关键字 extends，后面可以是类也可以是接口。如果是类，只能有一个；但是接口可以有多个，并以“&”分隔，例如。

这里的 extends 关键字已不再是继承的含义了，应该理解为 T 是继承自 Number 类的类型，或者 T 是实现了 XX 接口的类型。