cas 不同 源碼 膨脹 關於 比較 pro -o 微軟雅黑

參考：http://blog.csdn.net/lonelyroamer/article/details/7864531#commentshttp://blog.csdn.net/lonelyroamer/article/details/7868820#comments http://blog.csdn.net/LonelyRoamer/article/details/7927212#comments

關於泛型的一些重要知識點

泛型由來：早期Java版本（1.4及之前）如果要代指某個泛化類對象，只能使用Object，這樣寫出來的代碼需要增加強轉，而且缺少類型檢查，代碼缺少健壯性。在1.5之後，Java引入了泛型的概念，提供了一套抽象的類型表示方法。
簡單來說，泛型是JDK1.5中出現的安全機制。
好處：將運行時期的ClassCastException問題轉到了編譯時期，避免了強制轉換的麻煩。
什麽時候用：當操作的引用數據類型不確定的時候，就使用<>，將要操作的引用數據類型傳入即可。其實<>就是一個用於接收具體引用數據類型的參數範圍。在程序中，只要用到了帶有<>的類或者接口，就要明確傳入的具體引用數據類型。

泛型技術是給編譯器使用的技術，用於編譯時期。確保了類型的安全。
運行時，會將泛型去掉，生成的class文件中是不帶泛型的，這個稱為泛型的擦除。
為什麽擦除呢？因為為了兼容運行的類加載器。
泛型的補償：在運行時，通過獲取元素的類型進行轉換動作。這樣就不用再手動強制轉換了。

泛型的通配符【?】未知類型。
泛型的限定：

• 【? extends E】接收E類型或者E的子類型對象。上限。一般存儲對象的時候用。比如 添加元素 addAll。
  
  
• 【? super E】接收E類型或者E的父類型對象。下限。一般取出對象的時候用。比如比較器。
  

利用泛型，我們可以：

• 1、表示多個可變類型之間的相互關系：HashMap<T,S>表示類型T與S的映射，HashMap<T, S extends T>表示T的子類與T的映射關系。
  
• 2、細化類的能力：ArrayList<T> 可以容納任何指定類型T的數據，當T代指人，則是人的有序列表，當T代指杯子，則是杯子的有序列表，所有對象個體可以共用相同的操作行為。
  
• 3、復雜類型被細分成更多類型：List<People>和List<Cup>是兩種不同的類型，這意味著List<People> listP = new ArrayList<Cup>()是不可編譯的。這種檢查基於編譯時而非運行時，所以說是不可編譯並非不可運行，因為運行時ArrayList不保留Cup信息。另外要註意，即使People繼承自Object，List<Object> listO = new ArrayList<People>()也是不可編譯的，應理解為兩種不同類型。因為listO可以容納任意類型，而實例化的People列表只能接收People實例，這會破壞數據類型完整性。

泛型的基本概念

泛型的定義：泛型是JDK 1.5的一項新特性，它的本質是參數化類型 ParameterizedType，即帶有類型參數的類型。也就是說所操作的數據類型被指定為一個參數，在用到的時候再指定具體的類型。如：List<T>、Map<Integer, String>、List<? extends Number>。

public interface java.lang.reflect.ParameterizedType extends Type

GenericDeclaration接口是聲明類型變量的所有實體的公共接口，也就是說，只有實現了該接口才能在對應的實體上聲明類型變量。這些實體目前只有三個：Class、Construstor、Method。當這種參數化類型用在類、接口和方法的創建中時，分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。
註意：因為直接實現子類沒有Field類，所以在屬性上面不能定義類型變量。

public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration
所有已知實現類：Class、Constructor、Method

泛型思想早在C++語言的模板（Templates）中就開始生根發芽，在Java語言處於還沒有出現泛型的版本時，只能通過 "Object是所有類型的父類" 和 "類型強制轉換" 兩個特點的配合來實現類型泛化。例如在哈希表的存取中，JDK 1.5之前使用HashMap的get()方法，返回值就是一個Object對象，由於Java語言裏面所有的類型都繼承於java.lang.Object，那Object轉型為任何對象成都是有可能的。但是也因為有無限的可能性，就只有程序員和運行期的虛擬機才知道這個Object到底是個什麽類型的對象。在編譯期間，編譯器無法檢查這個Object的強制轉型是否成功，如果僅僅依賴程序員去保障這項操作的正確性，許多ClassCastException的風險就會被轉嫁到程序運行期之中。

泛型技術在C#和Java之中的使用方式看似相同，但實現上卻有著根本性的分歧，C#裏面泛型無論在程序源碼中、編譯後的IL中（Intermediate Language，中間語言，這時候泛型是一個占位符）或是運行期的CLR中都是切實存在的，比如 List<int> 與 List<String> 就是兩個不同的類型，它們在系統運行期生成，有自己的虛方法表和類型數據，這種實現稱為類型膨脹，基於這種方法實現的泛型被稱為真實泛型。

Java語言中的泛型則不一樣，它只在程序源碼中存在，在編譯後的字節碼文件中，就已經被替換為原來的原始類型（Raw Type，也稱為裸類型）了，並且在相應的地方插入了強制轉型代碼，因此對於運行期的Java語言來說，ArrayList<int> 與 ArrayList<String> 就是同一個類型。所以說泛型技術實際上是Java語言的一顆語法糖，Java語言中的泛型實現方法稱為類型擦除，基於這種方法實現的泛型被稱為偽泛型。

使用泛型機制編寫的程序代碼要比那些雜亂的使用Object變量，然後再進行強制類型轉換的代碼具有更好的安全性和可讀性。泛型對於集合類來說尤其有用。
泛型程序設計（Generic Programming）意味著編寫的代碼可以被很多不同類型的對象所重用。

實例分析

在JDK1.5之前，Java泛型程序設計是用繼承來實現的。因為Object類是所用類的基類，所以只需要維持一個Object類型的引用即可。就比如ArrayList只維護一個Object引用的數組：

public class ArrayList{  
    public Object get(int i){......}  
    public void add(Object o){......}  
    ......  
    private Object[] elementData;  
} 

這樣會有兩個問題：

• 沒有錯誤檢查，可以向數組列表中添加任何類的對象
  
• 在取元素的時候，需要進行強制類型轉換
  

這樣，很容易發生錯誤，比如：

/**jdk1.5之前的寫法，容易出問題*/  
ArrayList arrayList1=new ArrayList();  
arrayList1.add(1);  
arrayList1.add(1L);  
arrayList1.add("asa"); 

int i=(Integer) arrayList1.get(1);//因為不知道取出來的值的類型，類型轉換的時候容易出錯  

這裏的第二個元素是一個長整型，而你以為是整形，所以在強轉的時候發生了錯誤。

所以。在JDK1.5之後，加入了泛型來解決類似的問題。例如在ArrayList中使用泛型：

/** jdk1.5之後加入泛型*/  
ArrayList<String> arrayList2=new ArrayList<String>();  //限定數組列表中的類型  
//arrayList2.add(1); //因為限定了類型，所以不能添加整形
//arrayList2.add(1L);//因為限定了類型，所以不能添加整長形
arrayList2.add("asa");//只能添加字符串
String str=arrayList2.get(0);//因為知道取出來的值的類型，所以不需要進行強制類型轉換  

還要明白的是，泛型特性是向前兼容的。盡管 JDK 5.0 的標準類庫中的許多類，比如集合框架，都已經泛型化了，但是使用集合類的現有代碼(沒有加泛型的代碼)可以繼續不加修改地在 JDK 1.5 中工作。

泛型的使用

泛型的參數類型可以用在類、接口和方法的創建中，分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。下面看看具體是如何定義的。

泛型類：類名後面

泛型類就是在聲明類時，定義了一個或多個類型變量的類。泛型類中定義的類型變量的作用範圍為當前泛型類中。泛型類中定義的類型變量用於，在多個方法簽名間實施類型約束。例如，當創建一個 Map<K, V> 類型的對象時，您就在方法之間宣稱一個類型約束，您 put() 的值將與 get() 返回的值的類型相同。

public class HashMap<K,V> {
    public V put(K key, V value) {...}
    public V get(Object key) {...}
    ...
}

定義一個泛型類十分簡單，只需要在類名後面加上<>，再在裏面加上類型參數：

public class Pair<T> {
	private T value;

	public Pair(T value) {
		this.value = value;
	}

	public T getValue() {
		return value;
	}

	public void setValue(T value) {
		this.value = value;
	}
}

現在我們就可以使用這個泛型類了：

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
	Pair<String> pair = new Pair<String>("Hello");//註意，"="號左邊和右邊都要使用<>指定泛型的實際類型
	String str = pair.getValue();
	pair.setValue("World");
}

泛型類可以有多個類型變量，例如：

class Pair<T, S, P, U, E> { }

註意：類型變量使用大寫形式，且比較短，這是很常見的。在Java庫中，使用變量E表示集合的元素類型，K和V分別表示關鍵字與值的類型。需要時還可以用臨近的字母U和S表示“任意類型”。

泛型接口

泛型接口和泛型類差不多：

interface Show<T,U>{  
    void show(T t,U u);  
} 

實現類

public class ShowTest implements Show<String, Date> {
	@Override
	public void show(String t, Date u) {
		System.out.println(t + "  " + u.getTime());
	}

}

測試一下：

Show<String, Date> show = new ShowTest();
show.show("包青天", new Date());

泛型方法：返回值之前

泛型方法就是在聲明方法時，定義了一個或多個類型變量的方法。
泛型方法中定義的類型變量的作用範圍為當前泛型方法中。
泛型方法中定義的類型變量用於，在該方法的多個參數之間，或在該方法的參數與返回值之間，宣稱一個類型約束。

class Person<S> {
	public <W> void show(W w) {//這裏的【W】完全等價於Object
		if (w != null) System.out.println(w.toString());
	}

	public static <Y> void staticShow(Y y) {
		if (y != null) System.out.println(y.toString());
		//靜態方法不能訪問在類聲明上定義的類型變量
		//S s;//錯誤提示：Cannot make a static reference to the non-static type S
	}
}

泛型變量的類型限定

對於上面定義的泛型變量，因為在編譯之前，也就是我們還在定義這個泛型方法的時候，我們並不知道這個泛型類型 T 到底是什麽類型，所以，只能默認T為原始類型Object，所以它只能調用來自於Object的那幾個方法。如果我們想限定類型的範圍，比如必須是某個類的子類，或者某個接口的實現類，這時可以使用類型限定對類型變量T設置限定(bound)來實現。

類型限定在泛型類、泛型接口和泛型方法中都可以使用，不過要註意下面幾點：

• 無限定的泛型變量等價於Object（白哥添加）
  
• 不管該限定是類還是接口，統一都使用關鍵字 extends
  
• 可以使用 & 符號給出多個限定
  
• 如果限定既有接口也有類，那麽類必須只有一個，並且放在首位置

比如：

public static <T extends Comparable> T get(T t1,T t2)  //繼承或實現都用extends
public static <T extends Comparable & Serializable> T get(T t1,T t2)  //使用 & 符號給出多個限定
public static <T extends Object & Comparable & Serializable> T get(T t1,T t2)  //繼承的類Object必須放在首位

通配符?的使用

通配符有三種：

• 無限定通配符 形式<?>
  
• 上邊界限定通配符 形式< ? extends Number>
  
• 下邊界限定通配符 形式< ? super Number>
  

1、泛型中的？通配符
如果定義一個方法，該方法用於打印出任意參數化類型的集合中的所有數據，如果這樣寫

public static void main(String[] args) throws Exception {
	List<Integer> listInteger = new ArrayList<Integer>();
	printCollection(listInteger);//報錯 The method printCollection(Collection<Object>) in the type Test is not applicable for the arguments (List<Integer>)
}

public static void printCollection(Collection<Object> collection) {
	for (Object obj : collection) {
		System.out.println(obj);
	}
}

語句printCollection(listInteger);報錯，這是因為泛型的參數是不考慮繼承關系的，就直接報錯。這就得用？通配符

public static void printCollection(Collection<?> collection) {...}

在方法 printCollection 中不能出現與參數類型有關的方法，比如：

collection.add(new Object());//The method add(capture#1-of ?) in the type Collection<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (Object)

因為程序調用這個方法的時候傳入的參數不知道是什麽類型的。但是可以調用與參數類型無關的方法比如 collection.size();總結：使用?通配符可以引用其他各種參數化的類型，?通配符定義的變量的主要用作引用，可以調用與參數化無關的方法，不能調用與參數化有關的方法。

2、?通配符的擴展：界定通配符的上邊界
List<? extends S> x = new ArrayList<T>();
類型S指定一個數據類型，那麽類型T就只能是類型S或者是類型S的子類

List<? extends Number> x = new ArrayList<Integer>();//正確
List<? extends Number> y = new ArrayList<Object>();//錯誤  Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Object> to List<? extends Number>

3、?通配符的擴展：界定通配符的下邊界
List<? super S> x = new ArrayList<T>();
類型S指定一個數據類型，那麽類型T就只能是類型S或者是類型S的父類

List<? super Number> y = new ArrayList<Object>();//正確
List<? super Number> x = new ArrayList<Integer>();//錯誤  Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Integer> to List<? super Number>

提示：限定通配符總是包括自己

類型擦除

前面已經說了，Java的泛型是偽泛型。為什麽說Java的泛型是偽泛型呢？因為，在編譯期間，所有的泛型信息都會被擦除掉。正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦出（type erasure）。

Java中的泛型基本上都是在編譯器這個層次來實現的。在生成的Java字節碼中是不包含泛型中的類型信息的。使用泛型的時候加上的類型參數，會在編譯器在編譯的時候去掉。這個過程就稱為類型擦除。

如在代碼中定義的List<object>和List<String>等類型，在編譯後都會變成List。JVM看到的只是List，而由泛型附加的類型信息對JVM來說是不可見的。Java編譯器會在編譯時盡可能的發現可能出錯的地方，但是仍然無法避免在運行時刻出現類型轉換異常的情況。類型擦除也是Java的泛型實現方法與C++模版機制實現方式之間的重要區別。

可以通過兩個簡單的例子，來證明java泛型的類型擦除。案例一：

ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println((list1.getClass() == list2.getClass()) + "  " + (list1.getClass() == ArrayList.class));//true  true

在這個例子中，我們定義了兩個ArrayList集合，不過一個是ArrayList<String>泛型類型，只能存儲字符串。一個是ArrayList<Integer>泛型類型，只能存儲整形。最後，我們通過兩個ArrayList對象的getClass方法獲取它們的類的信息，最後發現兩者相等，且等於ArrayList.class。說明泛型類型String和Integer都被擦除掉了，只剩下了原始類型。

案例二：

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(10086);
Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
//運行時利用反射機制調用集合的add方法，跳過編譯時的泛型檢查
method.invoke(list, "雖然集合中對元素限定的泛型是Integer，但是也能通過反射把字符串添加到集合中");
Object object = list.get(1);
System.out.println(object.getClass().getSimpleName() + "  " + (object.getClass() == String.class));//String  true
try {
    System.out.println(((Object) list.get(1)).getClass());//class java.lang.String
    System.out.println(list.get(1).getClass());//如果不指定list.get(1)的類型，則會默認將其強制轉換為集合上指定的泛型類型
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();//java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
}

因為泛型只在編譯的時候起作用，在運行的時候，你得ArrayList已經不受泛型的控制了，也就是說跟已經沒有泛型限定的ArrayList沒有任何區別了。而反射直接獲得了add方法的字節碼，跳過編譯層在運行時直接添加，這樣就騙過了編譯。

類型擦除後保留的原始類型

在上面，兩次提到了原始類型，什麽是原始類型？原始類型（raw type）就是擦除去了泛型信息，最後在字節碼中的類型變量的真正類型。無論何時定義一個泛型類型，相應的原始類型都會被自動地提供。類型變量被擦除（crased），並使用其限定類型（無限定的變量用Object）替換。

例如：

class Pair<T> {  
    private T value;  
    public T getValue() {  
        return value;  
    }  
    public void setValue(T  value) {  
        this.value = value;  
    }  
} 

Pair<T>的原始類型為：

class Pair {  
    private Object value;  
    public Object getValue() {  
        return value;  
    }  
    public void setValue(Object  value) {  
        this.value = value;  
    }  
} 

因為在Pair<T>中，T是一個無限定的類型變量，所以用Object替換。其結果就是一個普通的類，如同泛型加入java編程語言之前已經實現的那樣。在程序中可以包含不同類型的Pair，如Pair<String>或Pair<Integer>，但是，擦除類型後它們就成為原始的Pair類型了，原始類型都是Object。從上面的那個例2中，我們也可以明白ArrayList<Integer>被擦除類型後，原始類型也變成了Object，所以通過反射我們就可以存儲字符串了。

如果類型變量有限定，那麽原始類型就用第一個邊界的類型變量來替換。
比如Pair這樣聲明：

public class Pair<T extends Comparable& Serializable> { ... } 

那麽原始類型就是Comparable
如果Pair這樣聲明

public class Pair<T extends Serializable & Comparable> 

那麽原始類型就用Serializable替換，而編譯器在必要的時要向 Comparable 插入強制類型轉換。為了提高效率，應該將標簽接口（即沒有方法的接口）放在邊界限定列表的末尾。

---

要區分原始類型和泛型變量的類型
在調用泛型方法的時候，可以指定泛型，也可以不指定泛型。

• 在不指定泛型的時候，泛型變量的類型為 該方法中的幾種類型的同一個父類的最小級，直到Object。
  
• 在指定泛型的時候，該方法中的幾種類型必須是該泛型實例類型或者其子類。
  

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		/**不指定泛型的時候，泛型變量的類型為 該方法中的幾種類型的同一個父類的最小級，直到Object*/
		int i = Test.add(1, 2); //這兩個參數都是Integer，所以T為Integer類型  
		Number f = Test.add(1, 1.2);//這兩個參數一個是Integer，一個是Float，所以取同一父類的最小級，為Number
		Object o = Test.add(1, "asd");//這兩個參數一個是Integer，一個是Float，所以取同一父類的最小級，為Object

		/**指定泛型的時候，該方法中的幾種類型必須是該泛型實例類型或者其子類*/
		int a = Test.<Integer> add(1, 2);//指定了Integer，所以只能為Integer類型或者其子類
		//int b = Test.<Integer> add(1, 2.2);//編譯錯誤，指定了Integer，不能為Float  
		Number c = Test.<Number> add(1, 2.2); //指定為Number，所以可以為Integer和Float  
	}

	public static <T> T add(T x, T y) {
		return y;
	}
}

其實在泛型類中，不指定泛型的時候也差不多，只不過這個時候的泛型類型為Object，就比如ArrayList中，如果不指定泛型，那麽這個ArrayList中可以放任意類型的對象。

附加：GenericDeclaration 接口

public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration

所有已知實現類：Class、Constructor、Method
聲明類型變量的所有實體的公共接口。

可以聲明類型變量的實體的公共接口，也就是說，只有實現了該接口才能在對應的實體上聲明（定義）類型變量，這些實體目前只有三個：Class、Construstor、Method。註意：因為直接實現子類沒有Field類，所以屬性上面不能定義類型變量。
方法

• TypeVariable<?>[] getTypeParameters() 返回聲明順序的 TypeVariable 對象的數組，這些對象表示由此 GenericDeclaration 對象表示的一般聲明聲明的類型變量。
• 返回：表示由此一般聲明聲明的類型變量的 TypeVariable 對象的數組
• 如果底層的一般聲明未聲明任何類型變量，則返回一個 0 長度的數組。

public static <T extends Person, U> void main(String[] args) throws Exception {
    Method method = Test.class.getMethod("main", String[].class);
    TypeVariable<?>[] tvs = method.getTypeParameters();//返回聲明順序的 TypeVariable 對象的數組
    System.out.println("聲明的類型變量有：" + Arrays.toString(tvs));//[T, U]

    for (int i = 0; i < tvs.length; i++) {
        GenericDeclaration gd = tvs[i].getGenericDeclaration();
        System.out.println("【GenericDeclaration】" + gd);//public static void com.bqt.Test.main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception
        System.out.println(gd.getTypeParameters()[i] == tvs[i]);//true。    GenericDeclaration和TypeVariable兩者相互持有對方的引用

        System.out.println(tvs[i] + "  " + tvs[i].getName() + "  " + Arrays.toString(tvs[i].getBounds()));//T  T  [class com.bqt.Person] 和 U  U  [class java.lang.Object]
    }
}

2017-9-4

來自為知筆記(Wiz)

【泛型】Generic