自定义泛型方法及其应用

一、概述

1、Java中的泛型类型（或者泛型）类似于 C++ 中的模板。但是这种相似性仅限于表面，Java 语言中的泛型基本上完全是在编译器中实现，用于编译器执行类型检查和类型推断，然后生成普通的非泛型的字节码，这种实现技术称为擦除（erasure）（编译器使用泛型类型信息保证类型安全，然后在生成字节码之前将其清除）。这是因为扩展虚拟机指令集来支持泛型被认为是无法接受的，这会为 Java 厂商升级其 JVM 造成难以逾越的障碍。所以，java的泛型采用了可以完全在编译器中实现的擦除方法。例如，下面这两个方法，编译器会报告错误，它不认为是两个不同的参数类型，而认为是同一种参数类型：

private static void applyGeneric(Vector<String> v){
}

private static void applyGeneric(Vector<Date> v){
}

2、Java的泛型方法没有C++模板函数功能强大，java中的如下代码无法通过编译

<T> T add(T x,T y) {
return (T) (x+y);
//return null;
}

注：

用于放置泛型的类型参数的尖括号应出现在方法的其他所有修饰符之后和在方法的返回类型之前，也就是紧邻返回值之前。按照惯例，类型参数通常用单个大写字母表示。

3、交换数组中的两个元素的位置的泛型方法语法定义如下

static <T> void swap(T[] a, int i, int j) {
T t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}

3、只有引用类型才能作为泛型方法的实际参数，swap(new int[3],3.5);语句会报告编译错误。

说明：只有引用类型才能作为泛型方法的实际参数，对于add方法，使用基本类型的数据进行测试没有问题，这是因为自动装箱和拆箱了。 swap(new int[3],3.5);语句会报告编译错误，这是因为编译器不会对new int[3]中的int自动拆箱和装箱了，因为new int[3]本身已经是对象了，你想要的有可能就是int数组呢？它装箱岂不弄巧成拙了。

4、除了在应用泛型时可以使用extends限定符，在定义泛型时也可以使用extends限定符(和?通用符使用方法类似)，例如：

Class.getAnnotation()方法的定义。并且可以用&来指定多个边界，如
<V extends Serializable & cloneable> void method(){}

5、普通方法、构造方法和静态方法中都可以使用泛型。

6、也可以用类型变量表示异常，称为参数化的异常，可以用于方法的throws列表中，但是不能用于catch子句中。用下面的代码说明对异常如何采用泛型：

private static <T extends Exception> sayHello() throws T
{
try{

}catch(Exception e){
throw (T)e;
}
}

7、在泛型中可以同时有多个类型参数，在定义它们的尖括号中用逗号分，例如：

public static <K,V> V getValue(K key) {
return map.get(key);
}

二、泛型方法练习

1、编写一个泛型方法，自动将Object类型的对象转换成其他类型

//编写一个泛型方法，自动将Object类型的对象转换成其他类型
private static <T> T convert(Object obj) {
return (T) obj;
}

注：

泛型方法的另外一个常见应用就是调用者无需对返回值进行类型转换

2、定义一个方法，可以将任意类型的数组中的所有元素填充为相应类型的某个对象

//定义一个方法，可以将任意类型的数组中的所有元素填充为相应类型的某个对象
private static <T> void populate(T[] arr, T target) {
// 这里为什么不行？t只是一个拷贝
// for (T t : arr) {
// t = target;
// }

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = target;
}
}

3、采用自定泛型方法的方式打印出任意参数化类型的集合中的所有内容

/*
* 采用自定泛型方法的方式打印出任意参数化类型的集合中的所有内容
*
* 在这种情况下，前面的通配符方案要比范型方法更有效，当一个类型变量
* 用来表达两个参数之间或者参数和返回值之间的关系时，即同一个类型变
* 量在方法签名的两处被使用，或者类型变量在方法体代码中也被使用而不是
* 仅在签名的时候使用，才需要使用范型方法
*
*/
private static <T> void printCollection(Collection<T> collection) {
for (T t : collection) {
System.out.println(t);
}
}

private static <T> void printCollection2(Collection<T> collection, T t) {
for (Object object : collection) {
System.out.println(object);
}
//泛型方式和？比优势
collection.add(t);
}

4、定义一个方法，把任意参数类型的集合中的数据安全地复制到相应类型的数组中

//定义一个方法，把任意参数类型的集合中的数据安全地复制到相应类型的数组中
private static <T> void collectionCopyToArray(Collection<T> collection, T[] targetArr) {
int i = 0;
for (T t : collection) {
targetArr[i++] = t;
}
}

5、定义一个方法，把任意参数类型的一个数组中的数据安全地复制到相应类型的另一个数组中

//定义一个方法，把任意参数类型的一个数组中的数据安全地复制到相应类型的另一个数组中
private static <T> void cotyArrayToArray(T[] source, T[] target) {
for (int i = 0; i < source.length; i++) {
target[i] = source[i];
}
}

4/5注：

类型安全的问题—— 这个需要使用泛型方法进行定义，如果使用如下形式： static void copy(Collection a, Object[] b); 否则有可能出现A类型的数据复制进B类型的数组中的情况。 使用泛型方法的定义形式为： static <T> void copy(Collection<T> a,T[] b);

三、类型参数的类型推断

编译器判断范型方法的实际类型参数的过程称为类型推断，类型推断是相对于知觉推断的，其实现方法是一种非常复杂的过程。

根据调用泛型方法时实际传递的参数类型或返回值的类型来推断，具体规则如下：

1、当某个类型变量只在整个参数列表中的所有参数和返回值中的一处被应用了，那么根据调用方法时该处的实际应用类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，即直接根据调用方法时传递的参数类型或返回值来决定泛型参数的类型，例如：

swap(new String[3],3,4)   ->   static <E> void swap(E[] a, int i, int j)

2、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型都对应同一种类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，例如：

add(3,5)   ->  static <T> T add(T a, T b)

3、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型，且没有使用返回值，这时候取多个参数中的最大交集类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Number了，编译没问题，只是运行时出问题：

fill(new Integer[3],3.5f)   -> static <T> void fill(T[] a, T v)

4、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型， 并且使用返回值，这时候优先考虑返回值的类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Integer了，编译将报告错误，将变量x的类型改为float，对比eclipse报告的错误提示，接着再将变量x类型改为Number，则没有了错误：

int x =(3,3.5f)   ->  static <T> T add(T a, T b)

5、参数类型的类型推断具有传递性，下面第一种情况推断实际参数类型为Object，编译没有问题，而第二种情况则根据参数化的Vector类实例将类型变量直接确定为String类型，编译将出现问题：

copy(new Integer[5],new String[5]) -> static <T> void copy(T[] a,T[]  b);
copy(new Vector<String>(), new Integer[5]) -> static <T> void copy(Collection<T> a , T[] b);

四、补充说明

1、对于前面的add方法，下面这两条语句都可以运行：

System.out.println(add(2.0f,3.5));
System.out.println(add(1.5f,"abc"));

2、集合内容拷贝进数组中时：

copy(new Integer[5],new ArrayList<Integer>());//没问题
copy(new String[5],new ArrayList<Integer>());//有问题