Java泛型使用示例整理

目标

Java泛型编程是JDK1.5版本后引入的。泛型让编程人员能够使用类型抽象，通常用于集合里面。本文旨在整理一些泛型的用法。

用法

泛型分两部分。一部分是泛型类和方法的定义。另一部分是泛型类和方法的使用。

定义篇

类定义时，使用泛型

在定义类的时候，我们可以使用泛型。如下代码：

class Demo <T> {
    T field;
    
    public void setFiled(T field) {
        this.field = field;
    }
    
    public T getField() {
        return field;
    }
}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Demo<String> demo = new Demo<String>();
        demo.setFiled("www.bo56.com");
        System.out.println(demo.getField());
    }
}

类名后面增加<T>，说明是泛型类。T可以视为类型的占位符。泛型类的代码就可以使用这个占位符T。

无参数方法定义时，使用泛型

无论在泛型类，还是普通类中，我们都可以再方法中使用泛型。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Demo {
    
    public <T> List<T> newArrayList() {
        return new ArrayList<T>();
    }
}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Demo demo = new Demo();
        List<String> list = demo.newArrayList();
        list.add("www.bo56.com");
        list.add("bo56.com");
        //list.add(1); 报错。只能添加String
        for (String str:list) {
            System.out.println(str);
        }
    }
}

方法的返回值前面，修饰符后面增加<T>，表示为泛型方法。这样，就可以在方法的代码中使用T代表类型。
没有参数的泛型方法，类型的确定，是根据等号左边的类型推导泛型的最终类型。

有参数方法定义时，使用泛型

class Demo {
    
    public <T> void showClass(T t) {
        System.out.println(t.getClass());
    }
}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Demo demo = new Demo();
        demo.showClass("123");
        demo.showClass(123);
    }
}

有参数的泛型方法，类型的确定，是根据参数类型自动推导。

方法定义时，使用通配符 ？

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Demo {
    
    public void show(List<?> list) {
        list.add(null);
        //list.add(123); 编译错误
        for (Object object:list) {
            System.out.println(object);
        }
    }
}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Demo demo = new Demo();
        List<String> listStr = new ArrayList<String>();
        listStr.add("abc");
        demo.show(listStr);
        List<Long> listLong = new ArrayList<Long>();
        listLong.add(123L);
        demo.show(listLong);
    }
}

1、只能往集合中add null。
2、因为集合中的类型不确定。因此，为了安全，转换为Object。

类或者方法定义时，使用通配符 <T extends Number>

class Demo {
    
    public <T extends Number> void showClass(T t) {
        System.out.println(t.getClass());
    }
}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Demo demo = new Demo();
        demo.showClass(123);
        demo.showClass(123f);
        demo.showClass(123L);
        // demo.showClass("123"); 有错误 参数的类型，只能是 Number类型或者其子类
    }
}

<T extends Number> 表示传入的类型必须是Number或者其子类型。

使用篇

指定固定的类型

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<Long> list = new ArrayList<Long>();
        //List<Number> listN = new ArrayList<Long>(); 编译错误。List<Number> 并不是 ArrayList<Long> 的父类。
    }
}

如果变量声明时，为泛型指定的类型为固定类型。如List<Long>，就是为泛型指定的类型为Long。那么后续在给变量赋值时，指定的变量也得为这个类型。如 ArrayList<Long>()，指定的也是Long。
对于泛型来说，Long是Number的子类。但是，List<Long>并不是List<Number>的子类。

使用通配符 ？

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Food {}

class Fruit extends Food {}

class Apple extends Fruit {}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<?> list = new ArrayList<Fruit>();
        //list.add(new Food()); 编译错误
        //list.add(new Fruit()); 编译错误
        //list.add(new Apple()); 编译错误
        list.add(null);
        //Food food = list.get(0);
        //Fruit fruit = list.get(0);
        //Apple apple = list.get(0);
        Object object = list.get(0);
    }
}

1、只能添加null。
2、获取的值只能赋值给Object类型。
因为通配符？表示该集合存储的元素类型未知，可以是任何类型。往集合中加入元素需要是一个未知元素类型的子类型，正因为该集合存储的元素类型未知，所以我们没法向该集合中添加任何元素。唯一的例外是null，因为null是所有类型的子类型，所以尽管元素类型不知道，但是null一定是它的子类型。

使用上界通配符 <? extends Fruit>

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Food {}

class Fruit extends Food {}

class Apple extends Fruit {}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();
        // List<? extends Fruit> listA = new ArrayList<Food>(); 编译错误。不能为父类。
        List<? extends Fruit> listN = new ArrayList<Apple>();
        listN.add(null);
        //listN.add(123); 不能add
        Fruit fruit = listN.get(0);
        Food food = listN.get(0);
        //Apple apple = listN.get(0); 编译错误。get获取的值，只能给父类
        listN.remove(0);
    }
}

上界通配符，一般用于读取的场景。
1、为泛型指定的类型只能是Fruit类型或者其子类。
2、只能为其列表添加null。
3、get方法获取的值只能赋值给Fruit类或者其超类。

使用下界通配符 <? super Fruit>

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Food {}

class Fruit extends Food {}

class Apple extends Fruit {}

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<? super Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();
        List<? super Fruit> listA = new ArrayList<Food>(); 
        //List<? super Fruit> listN = new ArrayList<Apple>(); 编译错误，不能为子类
        listA.add(new Fruit());
        //listA.add(new Food()); 编译错误，不能为父类。
        listA.add(new Apple());
        Object object = listA.get(0);
        //Fruit fruit = listA.get(0);编译错误。
        //Food food = listA.get(0);编译错误。
        //Apple apple = listA.get(0); 编译错误。
    }
}

下界通配符，一般用于写入的场景。
1、为泛型指定的类型必须为Fruit，或者其超类。
2、可以为其列表添加任意Fruit类型，或者其子类。
3、get方法获取的类型，只能赋值给Object类型。

边界通配符总结

边界通配符总结
如果你想从一个数据类型里获取数据，使用 ? extends 通配符
如果你想把对象写入一个数据结构里，使用 ? super 通配符
如果你既想存，又想取，那就别用通配符。

注意

泛型类型是被所有调用共享的

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<String>l1 = new ArrayList<String>();  
        List<Integer>l2 = new ArrayList<Integer>();  
        System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass()); //True  
    }
}

所有泛型类的实例都共享同一个运行时类，类型参数信息会在编译时被擦除。因此考虑如下代码，虽然ArrayList<String>和ArrayList<Integer>类型参数不同，但是他们都共享ArrayList类，所以结果会是true。

instanceof

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        Collection cs = new ArrayList<String>();  
        if (cs instanceof Collection<String>){}// compile error.如果改成instanceof Collection<?>则不会出错。  
    }
}

不能对确切的泛型类型使用instanceOf操作。如下面的操作是非法的，编译时会出错。

泛型数组问题

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<String>[] lsa = new ArrayList<String>[10]; //compile error.
    }
}

不能创建一个确切泛型类型的数组。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        List<?>[] lsa = new ArrayList<?>[10]; // ok, array of unbounded wildcard type  
    }
}

能创建带通配符的泛型数组.

参考

http://qiemengdao.iteye.com/blog/1525624
http://www.cnblogs.com/iyangyuan/archive/2013/04/09/3011274.html