详解Java泛型（一）之简单介绍

1. 概述

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。什么叫参数化类型呢？像java的方法有形参，然后调用方法的时候传递实参。而参数化类型，顾名思义就是把类型参数化，就是说类型是不固定的，是靠调用者传入进来的。

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。 Java语言引入泛型的好处是安全简单。

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。

比如说ArrayList类，在没有泛型的时候，获取的元素是Object类型的，要使用该元素，必须知道该元素的具体类型，并对其进行显示强制类型转换，而且一不小心就可能会抛出ClassCastException异常，不仅麻烦还不安全。就像下面的代码那样。

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

public class ArrayListDemo {

public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
//在list中添加一个字符串元素
list.add("123");
//正常类型转换
String str = (String) list.get(0);
//会出现转换异常
Integer val = (Integer) list.get(0);
}
}

泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，以提高代码的重用率。 如上面的例子用上了泛型，就可以在编译的时候知道错误。

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

public class ArrayListDemo {

public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<String>();
//在list中添加一个字符串元素
list.add("123");
String str = list.get(0);// 不用进行类型转换
Integer val = (Integer) list.get(0);// 编译出错
}
}

下面就来具体介绍一下泛型的用法

2.类型参数

类型参数就是尖括号（“<>”）里的东西，就像是getVal(Intger val)的方法参数是Intger类型变量，到时候调用这个方法的时候传入Intger类型的实参即可，而类型参数传入的不是一个数据类型的变量，而是一个数据类型，如上面代码

List<String> list = new ArrayList<String>();

的就是传入了一个String类型。

3. 定义泛型类

泛型类即带类型参数的类，像ArrayList类就是带有类型参数的类也就是泛型类，那我们怎么自己定义一个泛型类呢？很简单，在类名的后面加上<>并在里面指定一个或多个类型变量，多个类型变量时使用逗号隔开。 比如说我有一个类，可以存储两个相同类型的值，代码就可以这样子实现。

public class Pair<T> {
private T t1;
private T t2;
public T getT1() {
return t1;
}
public void setT1(T t1) {
this.t1 = t1;
}
public T getT2() {
return t2;
}
public void setT2(T t2) {
this.t2 = t2;
}
}

可以看到Pair类有一个类型变量T，这个类型我们并不知道是什么，只有实例化的时候传进来才会知道，然后可以像下面的代码那样实例化泛型类

public class Main {

public static void main(String[] args) {
Pair<String> p = new Pair<String>();
p.setT1("这是t1");
p.setT2("这是t2");
String t1 = p.getT1();
String t2 = p.getT2();
System.out.println(t1);
System.out.println(t2);
}
}

可以看到我用一个String类型作为实际的类型变量传进去，这样子Pair的set和get方法都是针对String类型的了。

4. 泛型方法

实际上，还可以定义一个带有类型变量的简单方法。如下面的代码

public class ArrayMiddle {

public static <T> T getMiddle(T ... ts){
return ts[ts.length/2];
}
}

这里的泛型方法并不是定义在泛型类中的，而是定义在一个普通类中。其实泛型方法可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中。需要注意的是，类型参数放在修饰符（这里是public static）的后面，返回类型之前。这个泛型方法的功能是接受一些相同类型的变量（数量不确定），然后返回这些变量当中中间的那个变量。

可以像下面那样使用泛型方法

public class Main {

public static void main(String[] args) {
String middle = ArrayMiddle.<String>getMiddle("a","b","c");
System.out.println(middle);
}
}

输出结果是b

当然也可以像

String middle = ArrayMiddle.getMiddle("a","b","c");

这样子调用泛型方法（一般我们都是这么用的），编译器可以根据上下文信息推断出该类型变量就是String类型。

5.类型变量的限定

现在考虑一个问题，我想让上面的泛型类Pair有一个getMax方法可以返回t1和t2中的最大值，那么我这的代码写出下面这样

public class Pair<T> {
private T t1;
private T t2;
public T getT1() {
return t1;
}
public void setT1(T t1) {
this.t1 = t1;
}
public T getT2() {
return t2;
}
public void setT2(T t2) {
this.t2 = t2;
}

public T getMax(){
int result = t1.compareTo(t2);
if(result > 0)
return t1;
else
return t2;
}
}

当然这段代码是不能编译通过的，因为你根本就不知道泛型变量T会是什么，很多类是没有compareTo方法的，但是实现了Comparable接口的类就会有这个方法。所以解决这个问题的的方案就是将T所属的类限制成实现了Comparable接口的类。所以我修改一下将

Pair<T>变为 Pair<T extends Comparable<T>>

，就可以编译通过了。然后使用一下这个方法

public class Main {

public static void main(String[] args) {
Pair<Integer> p = new Pair<Integer>();
p.setT1(11);
p.setT2(5);
Integer max = p.getMax();
System.out.println(max);

}
}

输出结果为11

需要注意的是，因为Integer类实现了Comparable接口，所以可以像上面那样使用。而像Thread类是没实现Comparable接口的，如果将Thread类传入类型变量，编译就会出错，所以实例化的时候不可以传入没有实现Comparable接口的类型变量，这样子就把类型变量限定住了。

还需要注意的是，虽然Comparable是接口，但是还是用extends关键字来限定，而不是用implements关键字。无论是类或者接口都是用extends关键字来限定的。

多个限定类型之间用”&”分隔，如

Pair<T extends Comparable & Serializable>