一、概念
Java在1.5之后加入了泛型的概念。泛型是为了参数化类型，在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型。也就是说在泛型使用过程中，操作的数据类型被指定为一个参数，这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
使用泛型，首先可以通过IDE进行代码类型初步检查，然后在编译阶段进行编译类型检查，以保证类型转换的安全性；并且所有的强制转换都是自动和隐式的，可以提高代码的重用率。
二、泛型基础
Java泛型有三种使用方式：泛型类、泛型方法、泛型接口。
泛型类
泛型类的语法如下：
class 类名称 <泛型类型标识>{}
例子：
public class Generic<T> {
private T t;
public void set(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
Generic<Integer> integerGeneric = new Generic<Integer>();
Generic<Double> doubleGeneric = new Generic<Double>();
Generic<String> stringGeneric = new Generic<String>();
泛型方法
泛型方法的语法如下：
[作用域修饰符] <泛型类型标识> [返回类型] 方法名称(参数列表){}
例子：
public class Util {
public <K, V> boolean compare(Generic<K, V> g1, Generic<K, V> g2) {
return g1.getKey().equals(g2.getKey()) &&
g1.getValue().equals(g2.getValue());
}
}
public class Generic<K, V> {
private K key;
private V value;
public Generic(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public void setKey(K key) { this.key = key; }
public void setValue(V value) { this.value = value; }
public K getKey() { return key; }
public V getValue() { return value; }
}
Generic<Integer, String> g1 = new Generic<>(1, "apple");
Generic<Integer, String> g2 = new Generic<>(2, "pear");
Util util = new Util();
boolean same = util.compare(g1, g2);
Log.d(TAG, "zwm, same: " + same);
//输出
zwm, same: false
泛型接口
泛型接口的定义与泛型类的定义很相似。
public interface Generator<T> {
public T next();
}
例子：
public interface Generator<T> {
public T next();
}
//当实现泛型接口的类，未给泛型传入实参时：
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{ //如果不声明泛型，如：class FruitGenerator implements Generator<T>，编译器会报错："Unknown class"
@Override
public T next() {
return null;
}
}
//当实现泛型接口的类，给泛型传入了实参时：
public class FruitGenerator implements Generator<String> {
private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};
@Override
public String next() {
Random rand = new Random();
return fruits[rand.nextInt(3)];
}
}
三、通配符
例子：
public class Generic<T> {
private T t;
public void set(T t) {
this.t = t;
}
public T get() {
return t;
}
}
public void showKeyValue(Generic<Number> obj){ //泛型形参类型为Number
Log.d(TAG, "zwm, 泛型测试,value is " + obj.get());
}
Generic<Number> gNumber = new Generic<>(); //泛型实参类型为Number
gNumber.set(123);
Generic<Integer> gInteger = new Generic<>(); //泛型实参类型为Integer
gInteger.set(456);
showKeyValue(gInteger); //IDE检查报错，showKeyValue(gInteger) Generic<java.lang.Integer> cannot be applied to Generic<java.lang.Number>;
//修改
public void showKeyValue(Generic<?> obj){ //使用通配符?，正常运行
Log.d(TAG, "zwm, 泛型测试,value is " + obj.get());
}
//输出
zwm, 泛型测试,value is 456
四、泛型上下边界
在Java泛型定义时:
用<T>等大写字母标识泛型类型，用于表示未知类型。
用<T extends ClassA & InterfaceB …>等标识有界泛型，用于表示有边界的类型。
在Java泛型实例化时:
用<?>标识通配符，用于表示实例化时的类型。
用<? extends 父类型>标识上边界通配符，用于表示实例化时可以确定父类型的类型。
用<? super 子类型>标识下边界通配符，用于表示实例化时可以确定子类型的类型。
例子：
public class Generic<T extends Number>{
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
public T get(){
return key;
}
}
public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
Log.d(TAG, "zwm, 泛型测试,value is " + obj.get());
}
//这一行代码编译器会提示错误，因为String类型并不是Number类型的子类
//Generic<String> generic1 = new Generic<>("11111");
Generic<Integer> generic2 = new Generic<>(2222);
Generic<Float> generic3 = new Generic<>(2.4f);
Generic<Double> generic4 = new Generic<>(2.56);
//这一行代码编译器会提示错误，因为String类型并不是Number类型的子类
//showKeyValue1(generic1);
showKeyValue1(generic2);
showKeyValue1(generic3);
showKeyValue1(generic4);
//输出
zwm, 泛型测试,value is 2222
zwm, 泛型测试,value is 2.4
zwm, 泛型测试,value is 2.56
五、PECS(Producer Extends Consumer Super)原则
对于实现了<? extends T>的集合类（有上边界）只能将它视为Producer向外提供(get)元素，而不能作为Consumer来对外获取(add)元素。
对于实现了<? super T>的集合类（有下边界）只能将它视为Consumer消费(add)元素，而不能作为Producer来对外获取(get)元素。
六、类型擦除
类型擦除是指Java泛型只能用于在编译期间的静态类型检查，然后编译器生成的代码会擦除相应的类型信息，这样到了运行期间实际上JVM根本就知道泛型所代表的具体类型。这样做的目的是因为Java泛型是1.5之后才被引入的，为了保持向下的兼容性，所以只能做类型擦除来兼容以前的非泛型代码。
例子：
//泛型定义
public class Node<T> {
private T data;
private Node<T> next;
public Node(T data, Node<T> next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
public T getData() { return data; }
// ...
}
//类型擦除
//编译器做完相应的类型检查之后，到了运行期间上面这段代码实际上将转换成：
public class Node {
private Object data;
private Node next;
public Node(Object data, Node next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
public Object getData() { return data; }
// ...
}
//修改
public class Node<T extends Comparable<T>> { //给泛型T设置边界
private T data;
private Node<T> next;
public Node(T data, Node<T> next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
public T getData() { return data; }
// ...
}
//编译器会将泛型T出现的地方替换成Comparable而不再是默认的Object
public class Node {
private Comparable data;
private Node next;
public Node(Comparable data, Node next) {
this.data = data;
this.next = next;
}
public Comparable getData() { return data; }
// ...
}
七、使用限制
1.Java泛型不能使用基本类型
List<int> list = new List<int>(); //编译前类型检查报错
2.Java泛型不允许进行直接实例化
<T> void test(T t){
t = new T();//编译前类型检查报错
}
3.Java泛型不允许进行静态化
class StaticGeneric<T>{
private static T t; //编译前类型检查报错
public static T getT() { //编译前类型检查报错
return t;
}
}
4.Java泛型不允许直接进行类型转换（通配符可以）
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
List<Double> doubleList = new ArrayList<>();
//不能直接进行类型转换，类型检查报错
integerList = doubleList;
//使用通配符
private void cast(List<?> orgin, List<?> dest){
Log.d(TAG, "zwm, origin: " + orgin.get(0).getClass());
Log.d(TAG, "zwm, dest: " + dest.get(0).getClass());
dest = orgin;
Log.d(TAG, "zwm, origin: " + orgin.get(0).getClass());
Log.d(TAG, "zwm, dest: " + dest.get(0).getClass());
}
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
integerList.add(123);
List<Double> doubleList = new ArrayList<>();
doubleList.add(456.0);
cast(integerList, doubleList);
//输出
zwm, origin: class java.lang.Integer
zwm, dest: class java.lang.Double
zwm, origin: class java.lang.Integer
zwm, dest: class java.lang.Integer
5.Java泛型不允许直接使用instanceof运算符进行运行时类型检查（通配符可以）
List<String> stringList = new ArrayList<>();
//不能直接使用instanceof，类型检查报错
if(stringList instanceof ArrayList<String>) {
}
//使用通配符
List<String> stringList = new ArrayList<>();
//这个时候的类型检查没有意义
if(stringList instanceof ArrayList<?>) {
}
6.Java泛型不允许创建确切类型的泛型数组（通配符可以）
//类型检查错误
List<Integer>[] list = new ArrayList<Integer>[2];
//使用通配符
Generic<?>[] generics = new Generic<?>[2];
generics[0] = new Generic<>(123);
generics[1] = new Generic<>("hello");
for (Generic<?> generic : generics) {
Log.d(TAG, "zwm, value: " + generic.get());
}
//输出
zwm, value: 123
zwm, value: hello
7.Java泛型不允许作为参数进行重载
public class GenericTest<T>{
void test(List<Integer> list){}
//不允许作为参数列表进行重载，因为类型擦除后两个方法是一样的参数列表，无法重载。
void test(List<Double> list){}
}
