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对于 Java 开发者而言，泛型是必须掌握的知识点。泛型本身并不复杂，但由于涉及的概念、用法较多，所以打算通过系列文章去讲解，旨在全面、通俗的介绍泛型及其使用。如果你是初学者，可以通过本文了解泛型，并满足企业级开发的需求；如果你对泛型已有一定的了解，可以通过本文进行巩固，加深对泛型的理解。
作为系列文章的第一篇，本文将带你了解 Java 泛型的前生今世，看看泛型的诞生之于开发者的意义。
1. 泛型之前：通用数据类型
对于集合框架中的 List 及其实现类，想必大家都不陌生。同时，泛型诞生之后即被广泛运用于 Java 集合框架。所以，我们就以 List 作为观察对象，看看在泛型诞生之前，Oracel 的工程师们是如何进行设计的。
摘自 JDK 1.4 的 List.java 源码：
public interface List extends Collection {
//添加元素
boolean add(Object o);
//查询元素
Object get(int index);
}
可以看出 List 是通过 Object 类型管理的数据，如此设计的好处显而易见：
具备通用性，因为所有的类都是 Object 的直接或间接子类，所以适用于任意类型的对象。
同时，弊端也是不可忽视的。下面就通过使用 List 存、取数据来看看都有哪些问题：
//构造对象
List list = new ArrayList();
//存
list.add(1);
list.add("2");//①
//取
int num1 = (int)list.get(0);
int num2 = (int)list.get(1);//②
由于使用 Object，编译器无法判断存、取数据的实际类型，导致上述几行代码暴露出许多问题：
-
无法限制存储数据类型，不够健壮：在 ① 处可以添加
String类型数据，显然是脏数据； - 取出时强转代码冗余，可读性差：取出数据时必须显示强转为 int 类型；
- 由于 ① 处在编译时无法检查出错误，导致 ② 处的强转在运行时引发
ClassCastException，安全性低；
问题还真不少！
2. 泛型萌芽：数据类型的包装
上述问题究其根本，是无法限制数据类型引起的。也就是说，如果我们基于 List 包装出相应类型的 XxxList，就可以解决问题。
举个例子，包装用于存储 Integer 数据类型的 IntegerList：
public class IntegerList {
List list = new ArrayList();
//限制外部只能添加整型数据
public boolean add(Integer data) {
return list.add(data);
}
//内部进行强转，调用者可以直接赋值为整型
public Integer get(int index) {
return (Intrger)list.get(index);
}
}
包装内依然使用 List 管理数据，但我们对外暴露的接口限制了数据类型，规避了直接访问 List 的接口可能引发的问题。
下面一起来看看如何使用包装类：
//构造对象
IntegerList list = new IntegerList();
//存
list.add(1);
list.add("2");//①
//取
int num1 = list.get(0);
怎么样，一个包装类轻松解决问题：
- 在 ① 处试图添加
String类型数据，会在编译期进行类型检查时报错，导致编译失败； - 在取出数据时，无需重复强转，直接赋值给 int 类型的数据；
- 因为限制了
add()方法的参数类型，所以不用担心在get()时内部强转会引发异常。
简直完美。同理，可以包装出一系列 StringList, LongList，以及自定义数据的集合包装类 PeopleList, DataList 等。
但人无完人，类亦无完类啊。包装类虽解决了编码上的数据类型问题，可在工程效率方面却捉襟见肘：
- 复用性低：每一个包装类只适用于一种数据类型，无法复用核心逻辑；
- 维护成本高：复用性低必然会增加后期维护的成本。
仍需努力！
3. 泛型登场：参数化类型
虽然包装类存在缺陷，但其对于理解泛型思想是很有意义的。不知 Oracle 的工程师们，是否受此启发设计出的泛型呢？
如果你试着多写几个数据类型的包装类，就会发现各包装类之间的区别和联系：
- 区别：数据类型不同；
- 联系：操作数据的方法相同，即核心算法逻辑是一致的。
既然如此，如果我们能够弱化数据类型，使其不再受具体的业务场景限制，就可以做到专注于通用的算法逻辑，从而提升复用性。
那么，如何弱化数据类型呢？有人说了，使用 Object 就很弱化啊。咳，麻烦你从头开始看。。。
JDK 5（即 JDK 1.4 之后的 1.5） 引入了 泛型(Generic Type) 的概念，其通过“参数化类型”实现数据类型的弱化，使得程序内部不需要关心具体的数据类型，而是让业务在调用时作为参数传入。泛型将传入的数据类型传递给编译器，这样编译器就可以在编译期间进行类型检查，确保程序的安全性，并且可以插入相应的强转以避免开发人员显示强转。
上面这段话值得多读几遍，尤其是“参数化类型”可以说是泛型的核心所在。如果还有点蒙没关系，继续往下看。
Java 中方法的声明大家都不陌生，如果某个方法需要对整数进行加法运算，我们可以在声明方法时添加整数类型的参数，外部调用时必须传入相应的整数数据。这里，将数据抽象为参数的过程，可以理解为“参数化实参”。
那么，“参数化类型”可以理解为是“参数化数据”的进一步抽象：将数据类型抽象为参数，即类型形参。如此一来，数据类型可以像形参一样，在调用时动态指定。如此，就达到了使用通用逻辑动态处理不同数据类型的目的。
下面，我们通过 JDK 源码中有关泛型的运用来巩固这一概念。
4. 泛型的简单运用
泛型诞生后，即对 Java 集合框架进行了大刀阔斧的修改，引入了泛型。下面仍然以 List 作为观察对象，看看泛型带来了哪些改变。
//摘自 JDK 5 版本的 List 源码
public interface List<E> extends Collection<E> {
//添加元素
boolean add(E e);
//指定下标查询元素
E get(int index);
//指定下标移除元素
E remove(int index);
}
可以看出，List<E> 通过在类 List 后追加 <> 标识其为泛型类，包含的元素 E 即“类型形参“，以支持开发者在使用时指定实际类型。下面看看在代码中如何使用泛型 List：
//构造对象
List<Integer> list = new ArrayList();
//存
list.add(1);
list.add("2");//①
//取
int num1 = list.get(0);
int num2 = list.get(1);
首先，我们构造了 List<Integer> 类型的对象，所以在运行时 List<E> 中的形参会被当做 Integer 去出处理，我们可以想象出一个虚拟的 List 类：
public interface List extends Collection<E> {
boolean add(Integer e);
Integer get(int index);
Integer remove(int index);
}
接下来，和文章开头一样，我们对集合进行了相关操作，可以看出使用泛型解决了我们之前遇到的所有问题：
- ① 处的代码在编译期间会出错：由于声明的是
Integer类型的List，显然无法接收String类型的数据。 - 从虚拟
List可以知道，取出元素时不需要显示强转，自然也不会在运行时抛出异常。
通过对泛型 List 的简单运用，可以看出引入泛型后集合不失普适性，依然可以针对各种类型对象进行操作。同时，泛型为集合框架增加了编译时类型安全性，并避免了在使用过程中的强转操作。
5. 总结
有关泛型的前生今世就介绍到这儿了。至此，我们通过相关示例一步步引出了泛型，了解了泛型诞生前后在一些编码场景下的差异。最后还通过实例简单使用了泛型，但泛型的运用远不止如此...
下一篇将进一步介绍泛型的各种运用场景，掌握泛型的用武之地。
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