Java泛型01 : 泛型简介、泛型由来、入门示例和其他说明

参考链接： Java中的异常类型与示例

超级通道： Java泛型学习系列-绪论 

本章主要对Java泛型进行整体性介绍。 

1.泛型简介 

百度百科（修改版）： 

 泛型是Java SE 1.5的新特性，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。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。  在Java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做 显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况 ，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。  泛型的好处：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。 

2.泛型由来 

泛型的思想早就存在，在C++中的类模板(Template)就是用到了泛型的思想。  在JDK1.5之前，可以通过继承实现这种泛型思想。  查看ArrayList(JDK1.5)之前的定义如下： 

public class ArrayList extends AbstractList implements List, RandomAccess, Cloneable, Serializable

{

  private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

  private transient Object[] elementData;

  private int size;

  //...

  public boolean add(Object paramObject)

  {

    ensureCapacity(this.size + 1);

    this.elementData[(this.size++)] = paramObject;

    return true;

  }

  //...

  public Object get(int paramInt)

  {

    RangeCheck(paramInt);

    return this.elementData[paramInt];

  }

} 

可以看到，ArrayList的本质是一个Object数组Object[] elementData。  这种做法虽然实现了泛型思想，但是有以下问题： 

ArrayList实例化之后，可以随意添加任意类型的对象(Obeject是任意引用类型的基类)。获取元素的前提是：需要提前知道列表元素的类型。获取列表元素时，都需要进行显式类型转换。容易发生类型转换出错的问题。 

如下面的代码： 

//JDK1.5之前的ArrayList的用法

ArrayList arrayList = new ArrayList();

//可以随意添加任意类型的对象

arrayList.add(1);//Integer

arrayList.add("1");//String

//张三前辈知道第一个元素是Integer类型的，所以他写的程序没错

Integer integer = (Integer) arrayList.get(0);

LOGGER.info("张三前辈取值：" + integer);

//李四不知道第二个元素是什么类型，因为张三前辈已经离职了，但他看张三前辈使用Integer取值的，

// 所以他猜测也是Integer类型的，但是他没想到实际是String类型的，所以会报类型转换错误

Integer integer1 = (Integer)arrayList.get(1);

LOGGER.info("李四后生取值：" + integer1); 

代码执行结果： 

INFO - 张三前辈取值：1

2018-02-12 16:56:57 INFO  BeforJDK5:26 - 张三前辈取值：1

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer

    at pers.hanchao.generics.before.BeforJDK5.main(BeforJDK5.java:29) 

为了解决上面的问题，JDK1.5加入了泛型。加入泛型是为了解决类型转换的安全隐患，具体体现如下： 

解决泛型对象实例化之后，可以随意添加任何类型的对象的问题。解决获取泛型元素前，需要提前确定元素的类型的问题。解决获取元素时，需要进行显式类型转换的问题。解决容易出现类型转换出错的问题。 

使用泛型的解决方式： 

//JKD1.5之后的ArrayList

ArrayList<Integer> integerArrayList = new ArrayList<Integer>();

integerArrayList.add(1);//添加Integer正常

//不能添加String类型，因为无法通过IDE的初步类型检查

//integerArrayList.add("1");

//王五不需要问前辈，就很容易知道这个列表存储的是Integer

Integer integer2 = integerArrayList.get(0);

LOGGER.info("王五后生取值：" + integer2); 

运行结果 

2018-02-12 16:56:37 INFO  BeforJDK5:39 - 王五后生取值：1 

3.入门示例 

泛型可以应用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口和泛型方法。下面对这三种使用方式提供简单的入门示例： 

package pers.hanchao.generics.hello;

import org.apache.log4j.Logger;

/**

 * 泛型类示例

 * Created by 韩超 on 2018/2/12.

 */

public class HelloWorld<T> {

    private final static Logger LOGGER = Logger.getLogger(HelloWorld.class);

    private T t;

    public T getValue() {

        return t;

    }

    public void setValue(T t) {

        this.t = t;

    }

    public static void main(String[] args){

        LOGGER.info("泛型类示例：");

        //泛型类示例

        HelloWorld<String > helloWorld = new HelloWorld<String >();

        helloWorld.setValue("Hello World!");

        //IDE提供的类型检查确保只能设置String类型的对象，Long类型报错

        //helloWorld.setValue(5211314L);

        LOGGER.info(helloWorld.getValue());

        HelloWorld<Long> helloWorld1 = new HelloWorld<Long>();

        helloWorld1.setValue(5211314L);

        //IDE提供的类型检查确保只能设置Long类型的对象，String类型报错

        //helloWorld1.setValue("Hello World!");

        LOGGER.info(helloWorld1.getValue() + "\n");

        LOGGER.info("泛型方法示例：");

        //泛型方法示例

        printHelloWorld("Hello World!");

        printHelloWorld(5211314 + "\n");

        LOGGER.info("泛型接口示例");

        //泛型接口示例

        MyInterface myHelloWorld = new MyHelloWorld();

        //Number类型都可以

        myHelloWorld.print(5211314L);

        myHelloWorld.print(521);

        //String类型不可以

        //myHelloWorld.print("S");

    }

    /**

     * <p>Title: 泛型方法</p>

     * @author 韩超 2018/2/12 17:14

     */

    static <T> void printHelloWorld(T t){

        LOGGER.info(t);

    }

    /**

     * <p>Title: 泛型接口</p>

     * @author 韩超 2018/2/12 17:15

     */

    interface MyInterface<T extends Number>{

        void print(T t);

    }

    static class MyHelloWorld implements MyInterface{

        @Override

        public void print(Number number) {

            LOGGER.info(number);

        }

    }

}

运行结果： 

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:23 - 泛型类示例：

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:27 - Hello World!

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:31 - 5211314

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:33 - 泛型方法示例：

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:53 - Hello World!

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:53 - 5211314

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:38 - 泛型接口示例

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:67 - 5211314

2018-02-12 17:22:15 INFO  HelloWorld:67 - 521 

4.其他说明 

泛型是向前兼容的：JDK1.5之前未使用泛型类可以不加修改的继续工作，但是却无法享受泛型的好处的。泛型的设计初衷：是为了减少类型转换错误产生的安全隐患，而不是为了实现任意化，一定要记住这个初衷。