Java泛型

前言：

当元素存入集合时，集合会将元素转换为Object类型存储，当取出时也是按照Object取出的，所以用get方法取出时，我们会进行强制类型转换，并且通过代码也可以看出来，我们放入其他类型时，如字符串，编译器不会报错，但是运行程序时会抛出类型错误异常，这样给开发带来很多不方便，用泛型就解决了这个麻烦。

泛型规定了某个集合只能存放特定类型的属性，当添加类型与规定不一致时，编译器会直接报错，可以清楚的看到错误。

当我们从List中取出元素时直接取出即可，不用类型转换，因为已经规定了里面存放的只能是某种类型。

集合中中除了存入定义的泛型类型的实例，还可以存入泛型类型子类的实例。

泛型不能是基本类型，只能是引用类型，如果必须使用基本类型，可以使用基本类型的包装类。

一.泛型是什么？

Java 泛型是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
通俗的讲，泛型就是操作类型的占位符，即：假设占位符为T，那么此次声明的数据结构操作的数据类型为T类型。

二.泛型方法

所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的<E>）。
每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。

下面给出使用不同类型数组打印元素的实例

public class GenericMethodTest {
    public static <E> void printArray(E[] arrays) {
        for(E e : arrays) {
            System.out.print(e+" ");
        }
        System.out.println();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] intArray = {10,20,33,14,53};
        Double[] doubleArray = {53.1,25.6,56.8,22.1,25.3};
        String[] stringArray = {"Apple","Banana","Watermelon","Strawberry"};
        
        System.out.println("整型数组元素为:");
        printArray(intArray);
        
        System.out.println("双精度浮点数数组元素为:");
        printArray(doubleArray);
        
        System.out.println("字符串数组元素为:");
        printArray(stringArray);
    }
}

运行结果如下:

整型数组元素为:
10 20 33 14 53 
双精度浮点数数组元素为:
53.1 25.6 56.8 22.1 25.3 
字符串数组元素为:
Apple Banana Watermelon Strawberry

有界参数类型：

一个操作数字的方法可能只希望接收Number以及Number的子类实例。为了限制传递类型参数的范围，我们可以声明一个有界的类型参数，如何列出类型参数的名称，后接extends和他的上界。
下面我们使用一个例子来说明:

public static <T extends Comparable<T>> T maxnum(T x,T y,T z) {
        T max= x;
        if(y.compareTo(max)>0) {
            max = y;
        }
        if(z.compareTo(max)>0) {
            max = z;
        }
        return max;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("85, 55, 54中最大的数字为:"+maxnum(85, 55, 54));
        
        System.out.println("apple watermelon orange中最大的字符为:" + maxnum("apple", "watermelon", "orange"));
        
    }

二.泛型类

泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。因为他们接受一个或多个参数，这些类被称为参数化的类或参数化的类型。
接下来我们演示一个实例:

public class Box<T>{
    private T t;
    public void add(T t) {
        this.t = t;
    }
    public T get() {
        return t;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> integBox = new Box<Integer>();
        Box<String> stringBox = new Box<String>();
        
        integBox.add(88);
        stringBox.add("Hello World!");
        
        System.out.println("整形值为:" + integBox.get());
        System.out.println("字符串为:" + stringBox.get());
    }
}

运行结果:

整形值为:88
字符串为:Hello World!

三.类型通配符

类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。

public class GenericTest {
    public static String getData(List<?> data) {
        return "data:" + data.get(0);
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<String> course = new ArrayList<String>();
        List<Integer> no = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> num = new ArrayList<Number>();
        
        course.add("CS");
        no.add(19);
        num.add(30);
        
        System.out.println(getData(course));

        System.out.println(getData(no));

        System.out.println(getData(num));
    }
    
}

运行结果:

data:CS
data:19
data:30

四.Java泛型实现原理：类型擦除

Java的泛型是伪泛型。在编译期间，所有的泛型信息都会被擦除掉。正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦出（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，会在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。