java泛型详解
2014-01-09 08:46
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1. 什么是泛型？
泛型（Generic type 或者 generics）是对 Java 语言的类型系统的一种扩展，以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符，就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。
可以在集合框架（Collection framework）中看到泛型的动机。例如，Map 类允许您向一个 Map 添加任意类的对象，即使最常见的情况是在给定映射（map）中保存某个特定类型（比如 String）的对象。
因为 Map.get() 被定义为返回 Object，所以一般必须将 Map.get() 的结果强制类型转换为期望的类型，如下面的代码所示：
Map m = new HashMap();
m.put("key", "blarg");
String s = (String) m.get("key");
要让程序通过编译，必须将 get() 的结果强制类型转换为 String，并且希望结果真的是一个 String。但是有可能某人已经在该映射中保存了不是 String 的东西，这样的话，上面的代码将会抛出 ClassCastException。
理想情况下，您可能会得出这样一个观点，即 m 是一个 Map，它将 String 键映射到 String 值。这可以让您消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。
正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除（type erasure）。
Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List<Object>和List<String>等类型，在编译之后都会变成List。JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方，但是仍然无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况。类型擦除也是Java的泛型实现方式与C++模板机制实现方式之间的重要区别。
很多泛型的奇怪特性都与这个类型擦除的存在有关，包括：
泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class，而只有List.class。
静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass<T>的类，访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass<String>还是new MyClass<Integer>创建的对象，都是共享一个静态变量。
泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的。对于JVM来说，它们都是 MyException类型的。也就无法执行与异常对应的catch语句。
类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。同时去掉出现的类型声明，即去掉<>的内容。比如T get()方法声明就变成了Object get()；List<String>就变成了List。接下来就可能需要生成一些桥接方法（bridge method）。这是由于擦除了类型之后的类可能缺少某些必须的方法。比如考虑下面的代码：
当类型信息被擦除之后，上述类的声明变成了class MyString implements Comparable。但是这样的话，类MyString就会有编译错误，因为没有实现接口Comparable声明的int compareTo(Object)方法。这个时候就由编译器来动态生成这个方法。
了解了类型擦除机制之后，就会明白编译器承担了全部的类型检查工作。编译器禁止某些泛型的使用方式，正是为了确保类型的安全性。以上面提到的List<Object>和List<String>为例来具体分析：
这段代码中，inspect方法接受List<Object>作为参数，当在test方法中试图传入List<String>的时候，会出现编译错误。假设这样的做法是允许的，那么在inspect方法就可以通过list.add(1)来向集合中添加一个数字。这样在test方法看来，其声明为List<String>的集合中却被添加了一个Integer类型的对象。这显然是违反类型安全的原则的，在某个时候肯定会抛出ClassCastException。因此，编译器禁止这样的行为。编译器会尽可能的检查可能存在的类型安全问题。对于确定是违反相关原则的地方，会给出编译错误。当编译器无法判断类型的使用是否正确的时候，会给出警告信息。
在使用泛型类的时候，既可以指定一个具体的类型，如List<String>就声明了具体的类型是String；也可以用通配符?来表示未知类型，如List<?>就声明了List中包含的元素类型是未知的。 通配符所代表的其实是一组类型，但具体的类型是未知的。List<?>所声明的就是所有类型都是可以的。但是List<?>并不等同于List<Object>。List<Object>实际上确定了List中包含的是Object及其子类，在使用的时候都可以通过Object来进行引用。而List<?>则其中所包含的元素类型是不确定。其中可能包含的是String，也可能是
Integer。如果它包含了String的话，往里面添加Integer类型的元素就是错误的。正因为类型未知，就不能通过new ArrayList<?>()的方法来创建一个新的ArrayList对象。因为编译器无法知道具体的类型是什么。但是对于 List<?>中的元素确总是可以用Object来引用的，因为虽然类型未知，但肯定是Object及其子类。考虑下面的代码：
如上所示，试图对一个带通配符的泛型类进行操作的时候，总是会出现编译错误。其原因在于通配符所表示的类型是未知的。
因为对于List<?>中的元素只能用Object来引用，在有些情况下不是很方便。在这些情况下，可以使用上下界来限制未知类型的范围。 如List<? extends Number>说明List中可能包含的元素类型是Number及其子类。而List<? super Number>则说明List中包含的是Number及其父类。当引入了上界之后，在使用类型的时候就可以使用上界类中定义的方法。比如访问 List<? extends Number>的时候，就可以使用Number类的intValue等方法。
在Java中，大家比较熟悉的是通过继承机制而产生的类型体系结构。比如String继承自Object。根据Liskov替换原则，子类是可以替换父类的。当需要Object类的引用的时候，如果传入一个String对象是没有任何问题的。但是反过来的话，即用父类的引用替换子类引用的时候，就需要进行强制类型转换。编译器并不能保证运行时刻这种转换一定是合法的。这种自动的子类替换父类的类型转换机制，对于数组也是适用的。
String[]可以替换Object[]。但是泛型的引入，对于这个类型系统产生了一定的影响。正如前面提到的List<String>是不能替换掉List<Object>的。
引入泛型之后的类型系统增加了两个维度：一个是类型参数自身的继承体系结构，另外一个是泛型类或接口自身的继承体系结构。第一个指的是对于 List<String>和List<Object>这样的情况，类型参数String是继承自Object的。而第二种指的是 List接口继承自Collection接口。对于这个类型系统，有如下的一些规则：
相同类型参数的泛型类的关系取决于泛型类自身的继承体系结构。即List<String>是Collection<String> 的子类型，List<String>可以替换Collection<String>。这种情况也适用于带有上下界的类型声明。
当泛型类的类型声明中使用了通配符的时候， 其子类型可以在两个维度上分别展开。如对Collection<? extends Number>来说，其子类型可以在Collection这个维度上展开，即List<? extends Number>和Set<? extends Number>等；也可以在Number这个层次上展开，即Collection<Double>和 Collection<Integer>等。如此循环下去，ArrayList<Long>和 HashSet<Double>等也都算是Collection<?
extends Number>的子类型。
如果泛型类中包含多个类型参数，则对于每个类型参数分别应用上面的规则。
理解了上面的规则之后，就可以很容易的修正实例分析中给出的代码了。只需要把List<Object>改成List<?>即可。List<String>是List<?>的子类型，因此传递参数时不会发生错误。
2. 泛型的好处
Java 语言中引入泛型是一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化，以支持泛型，而且类库也进行了大翻修，所以许多重要的类，比如集合框架，都已经成为泛型化的了。这带来了很多好处：
类型安全。 泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。
Java 程序中的一种流行技术是定义这样的集合，即它的元素或键是公共类型的，比如“String 列表”或者“String 到 String 的映射”。通过在变量声明中捕获这一附加的类型信息，泛型允许编译器实施这些附加的类型约束。类型错误现在就可以在编译时被捕获了，而不是在运行时当作
ClassCastException 展示出来。将类型检查从运行时挪到编译时有助于您更容易找到错误，并可提高程序的可靠性。
消除强制类型转换。 泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。
在使用泛型的时候可以遵循一些基本的原则，从而避免一些常见的问题。
在代码中避免泛型类和原始类型的混用。比如List<String>和List不应该共同使用。这样会产生一些编译器警告和潜在的运行时异常。当需要利用JDK 5之前开发的遗留代码，而不得不这么做时，也尽可能的隔离相关的代码。
在使用带通配符的泛型类的时候，需要明确通配符所代表的一组类型的概念。由于具体的类型是未知的，很多操作是不允许的。
泛型类最好不要同数组一块使用。你只能创建new List<?>[10]这样的数组，无法创建new List<String>[10]这样的。这限制了数组的使用能力，而且会带来很多费解的问题。因此，当需要类似数组的功能时候，使用集合类即可。
不要忽视编译器给出的警告信息。
普通泛型
Java代码
class Point<T>{ // 此处可以随便写标识符号，T是type的简称
private T var ; // var的类型由T指定，即：由外部指定
public T getVar(){ // 返回值的类型由外部决定
return var ;
}
public void setVar(T var){ // 设置的类型也由外部决定
this.var = var ;
}
};
public class GenericsDemo06{
public static void main(String args[]){
Point<String> p = new Point<String>() ; // 里面的var类型为String类型
p.setVar("it") ; // 设置字符串
System.out.println(p.getVar().length()) ; // 取得字符串的长度
}
};
----------------------------------------------------------
class Notepad<K,V>{ // 此处指定了两个泛型类型
private K key ; // 此变量的类型由外部决定
private V value ; // 此变量的类型由外部决定
public K getKey(){
return this.key ;
}
public V getValue(){
return this.value ;
}
public void setKey(K key){
this.key = key ;
}
public void setValue(V value){
this.value = value ;
}
};
public class GenericsDemo09{
public static void main(String args[]){
Notepad<String,Integer> t = null ; // 定义两个泛型类型的对象
t = new Notepad<String,Integer>() ; // 里面的key为String，value为Integer
t.setKey("汤姆") ; // 设置第一个内容
t.setValue(20) ; // 设置第二个内容
System.out.print("姓名；" + t.getKey()) ; // 取得信息
System.out.print("，年龄；" + t.getValue()) ; // 取得信息
}
};
通配符
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo14{
public static void main(String args[]){
Info<String> i = new Info<String>() ; // 使用String为泛型类型
i.setVar("it") ; // 设置内容
fun(i) ;
}
public static void fun(Info<?> temp){ // 可以接收任意的泛型对象
System.out.println("内容：" + temp) ;
}
};
受限泛型
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo17{
public static void main(String args[]){
Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ; // 声明Integer的泛型对象
Info<Float> i2 = new Info<Float>() ; // 声明Float的泛型对象
i1.setVar(30) ; // 设置整数，自动装箱
i2.setVar(30.1f) ; // 设置小数，自动装箱
fun(i1) ;
fun(i2) ;
}
public static void fun(Info<? extends Number> temp){ // 只能接收Number及其Number的子类
System.out.print(temp + "、") ;
}
};
----------------------------------------------------------
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo21{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ; // 声明String的泛型对象
Info<Object> i2 = new Info<Object>() ; // 声明Object的泛型对象
i1.setVar("hello") ;
i2.setVar(new Object()) ;
fun(i1) ;
fun(i2) ;
}
public static void fun(Info<? super String> temp){ // 只能接收String或Object类型的泛型
System.out.print(temp + "、") ;
}
};
泛型无法向上转型
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo23{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ; // 泛型类型为String
Info<Object> i2 = null ;
i2 = i1 ; //这句会出错 incompatible types
}
};
泛型接口
Java代码
interface Info<T>{ // 在接口上定义泛型
public T getVar() ; // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型
}
class InfoImpl<T> implements Info<T>{ // 定义泛型接口的子类
private T var ; // 定义属性
public InfoImpl(T var){ // 通过构造方法设置属性内容
this.setVar(var) ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
};
public class GenericsDemo24{
public static void main(String arsg[]){
Info<String> i = null; // 声明接口对象
i = new InfoImpl<String>("汤姆") ; // 通过子类实例化对象
System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;
}
};
----------------------------------------------------------
interface Info<T>{ // 在接口上定义泛型
public T getVar() ; // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型
}
class InfoImpl implements Info<String>{ // 定义泛型接口的子类
private String var ; // 定义属性
public InfoImpl(String var){ // 通过构造方法设置属性内容
this.setVar(var) ;
}
public void setVar(String var){
this.var = var ;
}
public String getVar(){
return this.var ;
}
};
public class GenericsDemo25{
public static void main(String arsg[]){
Info i = null; // 声明接口对象
i = new InfoImpl("汤姆") ; // 通过子类实例化对象
System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;
}
};
泛型方法
Java代码
class Demo{
public <T> T fun(T t){ // 可以接收任意类型的数据
return t ; // 直接把参数返回
}
};
public class GenericsDemo26{
public static void main(String args[]){
Demo d = new Demo() ; // 实例化Demo对象
String str = d.fun("汤姆") ; // 传递字符串
int i = d.fun(30) ; // 传递数字，自动装箱
System.out.println(str) ; // 输出内容
System.out.println(i) ; // 输出内容
}
};
通过泛型方法返回泛型类型实例
Java代码
class Info<T extends Number>{ // 指定上限，只能是数字类型
private T var ; // 此类型由外部决定
public T getVar(){
return this.var ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public String toString(){ // 覆写Object类中的toString()方法
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo27{
public static void main(String args[]){
Info<Integer> i = fun(30) ;
System.out.println(i.getVar()) ;
}
public static <T extends Number> Info<T> fun(T param){//方法中传入或返回的泛型类型由调用方法时所设置的参数类型决定
Info<T> temp = new Info<T>() ; // 根据传入的数据类型实例化Info
temp.setVar(param) ; // 将传递的内容设置到Info对象的var属性之中
return temp ; // 返回实例化对象
}
};
使用泛型统一传入的参数类型
Java代码
class Info<T>{ // 指定上限，只能是数字类型
private T var ; // 此类型由外部决定
public T getVar(){
return this.var ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public String toString(){ // 覆写Object类中的toString()方法
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo28{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ;
Info<String> i2 = new Info<String>() ;
i1.setVar("HELLO") ; // 设置内容
i2.setVar("汤姆") ; // 设置内容
add(i1,i2) ;
}
public static <T> void add(Info<T> i1,Info<T> i2){
System.out.println(i1.getVar() + " " + i2.getVar()) ;
}
};
泛型数组
Java代码
public class GenericsDemo30{
public static void main(String args[]){
Integer i[] = fun1(1,2,3,4,5,6) ; // 返回泛型数组
fun2(i) ;
}
public static <T> T[] fun1(T...arg){ // 接收可变参数
return arg ; // 返回泛型数组
}
public static <T> void fun2(T param[]){ // 输出
System.out.print("接收泛型数组：") ;
for(T t:param){
System.out.print(t + "、") ;
}
}
};
泛型的嵌套设置
Java代码
class Info<T,V>{ // 接收两个泛型类型
private T var ;
private V value ;
public Info(T var,V value){
this.setVar(var) ;
this.setValue(value) ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public void setValue(V value){
this.value = value ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public V getValue(){
return this.value ;
}
};
class Demo<S>{
private S info ;
public Demo(S info){
this.setInfo(info) ;
}
public void setInfo(S info){
this.info = info ;
}
public S getInfo(){
return this.info ;
}
};
public class GenericsDemo31{
public static void main(String args[]){
Demo<Info<String,Integer>> d = null ; // 将Info作为Demo的泛型类型
Info<String,Integer> i = null ; // Info指定两个泛型类型
i = new Info<String,Integer>("汤姆",30) ; // 实例化Info对象
d = new Demo<Info<String,Integer>>(i) ; // 在Demo类中设置Info类的对象
System.out.println("内容一：" + d.getInfo().getVar()) ;
System.out.println("内容二：" + d.getInfo().getValue()) ;
}
};
泛型方法不一定要通过参数来确定泛型准确类型，可以只通过返回值，比如：
public static <E> ArrayList<E> newArrayList() {
return new ArrayList<E>();
}
public List<PrepaidHistory> queryHistories(Long skyid,PrepaidHistoryType type, Date from, Date end) {
。。。
return Lists.newArrayList();
}
这样Lists.newArrayList();
智能的知道返回类型为PrepaidHistory
泛型（Generic type 或者 generics）是对 Java 语言的类型系统的一种扩展，以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符，就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。
可以在集合框架（Collection framework）中看到泛型的动机。例如，Map 类允许您向一个 Map 添加任意类的对象，即使最常见的情况是在给定映射（map）中保存某个特定类型（比如 String）的对象。
因为 Map.get() 被定义为返回 Object，所以一般必须将 Map.get() 的结果强制类型转换为期望的类型，如下面的代码所示：
Map m = new HashMap();
m.put("key", "blarg");
String s = (String) m.get("key");
要让程序通过编译，必须将 get() 的结果强制类型转换为 String，并且希望结果真的是一个 String。但是有可能某人已经在该映射中保存了不是 String 的东西，这样的话，上面的代码将会抛出 ClassCastException。
理想情况下，您可能会得出这样一个观点，即 m 是一个 Map，它将 String 键映射到 String 值。这可以让您消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。
类型擦除
正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除（type erasure）。Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List<Object>和List<String>等类型，在编译之后都会变成List。JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方，但是仍然无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况。类型擦除也是Java的泛型实现方式与C++模板机制实现方式之间的重要区别。
很多泛型的奇怪特性都与这个类型擦除的存在有关，包括：
泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class，而只有List.class。
静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass<T>的类，访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass<String>还是new MyClass<Integer>创建的对象，都是共享一个静态变量。
泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的。对于JVM来说，它们都是 MyException类型的。也就无法执行与异常对应的catch语句。
类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。同时去掉出现的类型声明，即去掉<>的内容。比如T get()方法声明就变成了Object get()；List<String>就变成了List。接下来就可能需要生成一些桥接方法（bridge method）。这是由于擦除了类型之后的类可能缺少某些必须的方法。比如考虑下面的代码：
class MyString implements Comparable<String> {
public int compareTo(String str) {
return 0;
}
}当类型信息被擦除之后，上述类的声明变成了class MyString implements Comparable。但是这样的话，类MyString就会有编译错误，因为没有实现接口Comparable声明的int compareTo(Object)方法。这个时候就由编译器来动态生成这个方法。
实例分析
了解了类型擦除机制之后，就会明白编译器承担了全部的类型检查工作。编译器禁止某些泛型的使用方式，正是为了确保类型的安全性。以上面提到的List<Object>和List<String>为例来具体分析：public void inspect(List<Object> list) {
for (Object obj : list) {
System.out.println(obj);
}
list.add(1); //这个操作在当前方法的上下文是合法的。
}
public void test() {
List<String> strs = new ArrayList<String>();
inspect(strs); //编译错误
}这段代码中，inspect方法接受List<Object>作为参数，当在test方法中试图传入List<String>的时候，会出现编译错误。假设这样的做法是允许的，那么在inspect方法就可以通过list.add(1)来向集合中添加一个数字。这样在test方法看来，其声明为List<String>的集合中却被添加了一个Integer类型的对象。这显然是违反类型安全的原则的，在某个时候肯定会抛出ClassCastException。因此，编译器禁止这样的行为。编译器会尽可能的检查可能存在的类型安全问题。对于确定是违反相关原则的地方，会给出编译错误。当编译器无法判断类型的使用是否正确的时候，会给出警告信息。
通配符与上下界
在使用泛型类的时候，既可以指定一个具体的类型，如List<String>就声明了具体的类型是String；也可以用通配符?来表示未知类型，如List<?>就声明了List中包含的元素类型是未知的。 通配符所代表的其实是一组类型，但具体的类型是未知的。List<?>所声明的就是所有类型都是可以的。但是List<?>并不等同于List<Object>。List<Object>实际上确定了List中包含的是Object及其子类，在使用的时候都可以通过Object来进行引用。而List<?>则其中所包含的元素类型是不确定。其中可能包含的是String，也可能是Integer。如果它包含了String的话，往里面添加Integer类型的元素就是错误的。正因为类型未知，就不能通过new ArrayList<?>()的方法来创建一个新的ArrayList对象。因为编译器无法知道具体的类型是什么。但是对于 List<?>中的元素确总是可以用Object来引用的，因为虽然类型未知，但肯定是Object及其子类。考虑下面的代码：
public void wildcard(List<?> list) {
list.add(1);//编译错误
}如上所示，试图对一个带通配符的泛型类进行操作的时候，总是会出现编译错误。其原因在于通配符所表示的类型是未知的。
因为对于List<?>中的元素只能用Object来引用，在有些情况下不是很方便。在这些情况下，可以使用上下界来限制未知类型的范围。 如List<? extends Number>说明List中可能包含的元素类型是Number及其子类。而List<? super Number>则说明List中包含的是Number及其父类。当引入了上界之后，在使用类型的时候就可以使用上界类中定义的方法。比如访问 List<? extends Number>的时候，就可以使用Number类的intValue等方法。
类型系统
在Java中，大家比较熟悉的是通过继承机制而产生的类型体系结构。比如String继承自Object。根据Liskov替换原则，子类是可以替换父类的。当需要Object类的引用的时候，如果传入一个String对象是没有任何问题的。但是反过来的话，即用父类的引用替换子类引用的时候，就需要进行强制类型转换。编译器并不能保证运行时刻这种转换一定是合法的。这种自动的子类替换父类的类型转换机制，对于数组也是适用的。String[]可以替换Object[]。但是泛型的引入，对于这个类型系统产生了一定的影响。正如前面提到的List<String>是不能替换掉List<Object>的。
引入泛型之后的类型系统增加了两个维度：一个是类型参数自身的继承体系结构，另外一个是泛型类或接口自身的继承体系结构。第一个指的是对于 List<String>和List<Object>这样的情况，类型参数String是继承自Object的。而第二种指的是 List接口继承自Collection接口。对于这个类型系统，有如下的一些规则：
相同类型参数的泛型类的关系取决于泛型类自身的继承体系结构。即List<String>是Collection<String> 的子类型，List<String>可以替换Collection<String>。这种情况也适用于带有上下界的类型声明。
当泛型类的类型声明中使用了通配符的时候， 其子类型可以在两个维度上分别展开。如对Collection<? extends Number>来说，其子类型可以在Collection这个维度上展开，即List<? extends Number>和Set<? extends Number>等；也可以在Number这个层次上展开，即Collection<Double>和 Collection<Integer>等。如此循环下去，ArrayList<Long>和 HashSet<Double>等也都算是Collection<?
extends Number>的子类型。
如果泛型类中包含多个类型参数，则对于每个类型参数分别应用上面的规则。
理解了上面的规则之后，就可以很容易的修正实例分析中给出的代码了。只需要把List<Object>改成List<?>即可。List<String>是List<?>的子类型，因此传递参数时不会发生错误。
2. 泛型的好处
Java 语言中引入泛型是一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化，以支持泛型，而且类库也进行了大翻修，所以许多重要的类，比如集合框架，都已经成为泛型化的了。这带来了很多好处：
类型安全。 泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。
Java 程序中的一种流行技术是定义这样的集合，即它的元素或键是公共类型的，比如“String 列表”或者“String 到 String 的映射”。通过在变量声明中捕获这一附加的类型信息，泛型允许编译器实施这些附加的类型约束。类型错误现在就可以在编译时被捕获了，而不是在运行时当作
ClassCastException 展示出来。将类型检查从运行时挪到编译时有助于您更容易找到错误，并可提高程序的可靠性。
消除强制类型转换。 泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。
最佳实践
在使用泛型的时候可以遵循一些基本的原则，从而避免一些常见的问题。在代码中避免泛型类和原始类型的混用。比如List<String>和List不应该共同使用。这样会产生一些编译器警告和潜在的运行时异常。当需要利用JDK 5之前开发的遗留代码，而不得不这么做时，也尽可能的隔离相关的代码。
在使用带通配符的泛型类的时候，需要明确通配符所代表的一组类型的概念。由于具体的类型是未知的，很多操作是不允许的。
泛型类最好不要同数组一块使用。你只能创建new List<?>[10]这样的数组，无法创建new List<String>[10]这样的。这限制了数组的使用能力，而且会带来很多费解的问题。因此，当需要类似数组的功能时候，使用集合类即可。
不要忽视编译器给出的警告信息。
普通泛型
Java代码
class Point<T>{ // 此处可以随便写标识符号，T是type的简称
private T var ; // var的类型由T指定，即：由外部指定
public T getVar(){ // 返回值的类型由外部决定
return var ;
}
public void setVar(T var){ // 设置的类型也由外部决定
this.var = var ;
}
};
public class GenericsDemo06{
public static void main(String args[]){
Point<String> p = new Point<String>() ; // 里面的var类型为String类型
p.setVar("it") ; // 设置字符串
System.out.println(p.getVar().length()) ; // 取得字符串的长度
}
};
----------------------------------------------------------
class Notepad<K,V>{ // 此处指定了两个泛型类型
private K key ; // 此变量的类型由外部决定
private V value ; // 此变量的类型由外部决定
public K getKey(){
return this.key ;
}
public V getValue(){
return this.value ;
}
public void setKey(K key){
this.key = key ;
}
public void setValue(V value){
this.value = value ;
}
};
public class GenericsDemo09{
public static void main(String args[]){
Notepad<String,Integer> t = null ; // 定义两个泛型类型的对象
t = new Notepad<String,Integer>() ; // 里面的key为String，value为Integer
t.setKey("汤姆") ; // 设置第一个内容
t.setValue(20) ; // 设置第二个内容
System.out.print("姓名；" + t.getKey()) ; // 取得信息
System.out.print("，年龄；" + t.getValue()) ; // 取得信息
}
};
通配符
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo14{
public static void main(String args[]){
Info<String> i = new Info<String>() ; // 使用String为泛型类型
i.setVar("it") ; // 设置内容
fun(i) ;
}
public static void fun(Info<?> temp){ // 可以接收任意的泛型对象
System.out.println("内容：" + temp) ;
}
};
受限泛型
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo17{
public static void main(String args[]){
Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ; // 声明Integer的泛型对象
Info<Float> i2 = new Info<Float>() ; // 声明Float的泛型对象
i1.setVar(30) ; // 设置整数，自动装箱
i2.setVar(30.1f) ; // 设置小数，自动装箱
fun(i1) ;
fun(i2) ;
}
public static void fun(Info<? extends Number> temp){ // 只能接收Number及其Number的子类
System.out.print(temp + "、") ;
}
};
----------------------------------------------------------
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo21{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ; // 声明String的泛型对象
Info<Object> i2 = new Info<Object>() ; // 声明Object的泛型对象
i1.setVar("hello") ;
i2.setVar(new Object()) ;
fun(i1) ;
fun(i2) ;
}
public static void fun(Info<? super String> temp){ // 只能接收String或Object类型的泛型
System.out.print(temp + "、") ;
}
};
泛型无法向上转型
Java代码
class Info<T>{
private T var ; // 定义泛型变量
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public String toString(){ // 直接打印
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo23{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ; // 泛型类型为String
Info<Object> i2 = null ;
i2 = i1 ; //这句会出错 incompatible types
}
};
泛型接口
Java代码
interface Info<T>{ // 在接口上定义泛型
public T getVar() ; // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型
}
class InfoImpl<T> implements Info<T>{ // 定义泛型接口的子类
private T var ; // 定义属性
public InfoImpl(T var){ // 通过构造方法设置属性内容
this.setVar(var) ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
};
public class GenericsDemo24{
public static void main(String arsg[]){
Info<String> i = null; // 声明接口对象
i = new InfoImpl<String>("汤姆") ; // 通过子类实例化对象
System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;
}
};
----------------------------------------------------------
interface Info<T>{ // 在接口上定义泛型
public T getVar() ; // 定义抽象方法，抽象方法的返回值就是泛型类型
}
class InfoImpl implements Info<String>{ // 定义泛型接口的子类
private String var ; // 定义属性
public InfoImpl(String var){ // 通过构造方法设置属性内容
this.setVar(var) ;
}
public void setVar(String var){
this.var = var ;
}
public String getVar(){
return this.var ;
}
};
public class GenericsDemo25{
public static void main(String arsg[]){
Info i = null; // 声明接口对象
i = new InfoImpl("汤姆") ; // 通过子类实例化对象
System.out.println("内容：" + i.getVar()) ;
}
};
泛型方法
Java代码
class Demo{
public <T> T fun(T t){ // 可以接收任意类型的数据
return t ; // 直接把参数返回
}
};
public class GenericsDemo26{
public static void main(String args[]){
Demo d = new Demo() ; // 实例化Demo对象
String str = d.fun("汤姆") ; // 传递字符串
int i = d.fun(30) ; // 传递数字，自动装箱
System.out.println(str) ; // 输出内容
System.out.println(i) ; // 输出内容
}
};
通过泛型方法返回泛型类型实例
Java代码
class Info<T extends Number>{ // 指定上限，只能是数字类型
private T var ; // 此类型由外部决定
public T getVar(){
return this.var ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public String toString(){ // 覆写Object类中的toString()方法
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo27{
public static void main(String args[]){
Info<Integer> i = fun(30) ;
System.out.println(i.getVar()) ;
}
public static <T extends Number> Info<T> fun(T param){//方法中传入或返回的泛型类型由调用方法时所设置的参数类型决定
Info<T> temp = new Info<T>() ; // 根据传入的数据类型实例化Info
temp.setVar(param) ; // 将传递的内容设置到Info对象的var属性之中
return temp ; // 返回实例化对象
}
};
使用泛型统一传入的参数类型
Java代码
class Info<T>{ // 指定上限，只能是数字类型
private T var ; // 此类型由外部决定
public T getVar(){
return this.var ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public String toString(){ // 覆写Object类中的toString()方法
return this.var.toString() ;
}
};
public class GenericsDemo28{
public static void main(String args[]){
Info<String> i1 = new Info<String>() ;
Info<String> i2 = new Info<String>() ;
i1.setVar("HELLO") ; // 设置内容
i2.setVar("汤姆") ; // 设置内容
add(i1,i2) ;
}
public static <T> void add(Info<T> i1,Info<T> i2){
System.out.println(i1.getVar() + " " + i2.getVar()) ;
}
};
泛型数组
Java代码
public class GenericsDemo30{
public static void main(String args[]){
Integer i[] = fun1(1,2,3,4,5,6) ; // 返回泛型数组
fun2(i) ;
}
public static <T> T[] fun1(T...arg){ // 接收可变参数
return arg ; // 返回泛型数组
}
public static <T> void fun2(T param[]){ // 输出
System.out.print("接收泛型数组：") ;
for(T t:param){
System.out.print(t + "、") ;
}
}
};
泛型的嵌套设置
Java代码
class Info<T,V>{ // 接收两个泛型类型
private T var ;
private V value ;
public Info(T var,V value){
this.setVar(var) ;
this.setValue(value) ;
}
public void setVar(T var){
this.var = var ;
}
public void setValue(V value){
this.value = value ;
}
public T getVar(){
return this.var ;
}
public V getValue(){
return this.value ;
}
};
class Demo<S>{
private S info ;
public Demo(S info){
this.setInfo(info) ;
}
public void setInfo(S info){
this.info = info ;
}
public S getInfo(){
return this.info ;
}
};
public class GenericsDemo31{
public static void main(String args[]){
Demo<Info<String,Integer>> d = null ; // 将Info作为Demo的泛型类型
Info<String,Integer> i = null ; // Info指定两个泛型类型
i = new Info<String,Integer>("汤姆",30) ; // 实例化Info对象
d = new Demo<Info<String,Integer>>(i) ; // 在Demo类中设置Info类的对象
System.out.println("内容一：" + d.getInfo().getVar()) ;
System.out.println("内容二：" + d.getInfo().getValue()) ;
}
};
泛型方法不一定要通过参数来确定泛型准确类型，可以只通过返回值，比如：
public static <E> ArrayList<E> newArrayList() {
return new ArrayList<E>();
}
public List<PrepaidHistory> queryHistories(Long skyid,PrepaidHistoryType type, Date from, Date end) {
。。。
return Lists.newArrayList();
}
这样Lists.newArrayList();
智能的知道返回类型为PrepaidHistory
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