深入理解Java帝国之泛型详解

1.新王登基

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登基以后***次早朝， 意气风发的第5代Java国王坐在宝座上，看着下面恭恭敬敬的各位大臣，心情大好。

他早已下定决心，要刷新吏治，革除弊端，将Java帝国带上更高的***。

国王的***道命令就是要求各位大臣展开一场轰轰烈烈的自检运动，对自己负责的领域好好检查一遍，倾听一下帝国臣民们的呼声，半个月以后，每个大臣至少要报上来三条合理化建议。

下面的大臣心说这肯定是三分钟热度，过段时间国王就忘了。虽然这么想，嘴上还是说道：“陛下圣明，真乃开天辟地之举，定会使我Java帝国江山永固。”

没想到半个月后又一次早朝，国王真的开始检查作业了： “IO大臣，你那里情况如何? ”

老奸巨猾的IO大臣虽然挨了当头一棒，愣了一下，但是马上恢复了：“陛下，我Java帝国自成立以来，经过先祖们励精图治，制度几近***， 国家繁荣昌盛，子民们无不交口称颂， 我这里实在是没有什么可以改进的了。”

其他大臣也纷纷附和：“IO大臣所言极是，臣这里也找不到了” 。

国王看着这些不干事儿的官僚，恨得牙痒痒：“哼哼! 你们没有，朕这里可是有啊，来人，宣C++帝国的使者进殿!”

2.C++使者

一个年轻人在大家狐疑的目光中走了进来， 在大殿中央给国王行了礼。

国王说道：“这是C++国王来的使者，他带来了一个我们帝国没有的新玩意儿。 泛型先生，你一路舟车劳顿，辛苦了，烦请你给我们说说C++王国的泛型吧。”

看来国王早就和这个家伙串通好了，等着给我们好看呢， 要小心， IO大臣警觉起来。

这个被称为泛型先生的家伙说：“Java语言以严谨而著称， 但是设计的时候却没有把泛型这个重要的概念给考虑进去，确实是不应该啊。”

“什么是泛型? 能举个例子吗?”　线程大臣问道。

泛型先生展示了一段代码：

集合框架大臣一看这小子竟然想拿自己开刀，这还了得， 接过话头儿说：“这有什么问题?”

小伙子说： “我向List当中加了一个字符串和整数， 看起来没有问题，可是使用List的人就麻烦了，他必须得知道***个元素是字符串类型， 第二个是Integer， 还得强制转型，要不然就会出错。”

“这不很正常吗? ” 集合框架大臣问道 “ 写程序的那些码农当然要记住每个元素的类型了， 再说了，我这个List 能容纳任何类型的元素，多灵活!”

泛型使者说：“这么做会增加使用者的责任，编译器也无法帮忙， 在运行时才会抛出Class Cast 异常。”

“那你说说，怎么才能让编译器帮忙?”

“这就是我来这里的目的了，在我的家乡C++帝国， 我们可以定义一个模板类，例如：”

“这里定义了一个模板类List , 通过它你可以实例化成你想要的任何类型，例如List, List，List...... 上面的代码实例化了一个List，所以你只能往里边添加整数，如果添加其他类型的值例如字符串， 编译器就能检查出来，直接报错。 我们C++帝国把这种能力称为泛型(Generics) ”

集合框架大臣笑道： “哈哈，这么古怪的语法，怪不得你们C++越来越.... ” 一转眼看到Java国王那威严的目光， 他生生地把后半句给咽了进去。

“众位爱卿，估计你也看到了，这个‘泛型’能够在编译期检查出错误， 使用List的人也不用做强制转型了，还是很有好处的。我们Java 也应该加上类似功能”

“怎么加上呢? ” 集合框架大臣问道。

“好办啊，仿照C++的语法就行了” Java国王心想，这些占据高位，但是又不做事的家伙们以后要统统替换掉。

国王让吕公公展开了一张写满代码的纸：

“大家看看这段代码，看到那个T没有，你可以它想象成一个占位符，将来可以传入任意类型，例如Integer, String等等”

集合框架大臣一看国王连代码都写好了，心说这国王也真够拼的， 看来是铁了心要这么干了。

3.泛型实现

IO大臣说：“陛下圣明，臣愚钝，还有一事不明，这个所谓的泛型，怎么实现呢?”

C++泛型使者说： “在我们C++帝国，每次你去实例化一个泛型/模板类都会生成一个新的类，例如模板类是List ，然后你用int ,double,string, Employee 分别去实例化， 那编译的时候，我们就会生成四个新类出来，例如List_int和List_double，List_string, List_Employee。”

集合框架大臣说：“啊?! 这样一来得生成很多新的类出来啊，系统会不会膨胀得要爆炸了。”

国王说：“不用担心，我已经给C++的泛型使者深谈过，我们不用膨胀法， 相反，我们用擦除法。”

“擦除法? ” 众大臣面面相觑。

“简单来说就是一个参数化的类型经过擦除后会去除参数， 例如ArrayList 会被擦除为ArrayList”

“那我传入的String，Integer等都消失了?” 集合框架大臣大惊失色。

“不会的，我会把他们变成Object , 例如ArrayList其实被擦除成了原始的ArrayList ：

线程大臣问道： “陛下， 我们通过泛型， 本来是不想让臣民们写那个强制转型的，臣民们可以写成这样 Integer i = list1.get(0); 现在类型被擦除，都变成Object了， 怎么处理啊? ”

Java国王说： “ 很简单啊， 在编译的时候做点手脚，加个自动的转型嘛： Integer i = (Integer)list1.get(0);”

“陛下真是高瞻远瞩， 臣等拜服” IO大臣马上拍马屁。

4.泛型方法

集合框架大臣说： “陛下，刚才您说的都是泛型类， 对于一些静态方法该怎么办?”

“简单啊，把那个移到方法上去!” 国王的命令不容置疑

集合框架大臣看了一会，自言自语到： “这个静态的函数是求***值的，就是说需要对List中的元素比较大小，如果臣民们传入的T没有实现Comparable接口，就没法比较大小了!”

线程大臣，IO大臣纷纷点头称是。

王国心想这些大臣也不是一无是处，还是有点想法的嘛， 他转向C++的使者： “这倒是个难题， 泛型使者， 你怎么看?”

“这个容易，可以做一个类型的限制， 让臣民们传入类型T必须是Comparable的子类才行， 要不然编译器就报错， 我建议使用extends关键字。” C++的泛型使者看起来很有经验。

“妙啊” 国王大为赞赏 “来人， 赏金500两! ”

IO大臣提议： “陛下，臣提议让泛型使者在京城多呆几天，协助我们把Java泛型给实现了。”

国王说：“准奏，这是一件大事情， 希望各位爱卿同心协力， 办好后朕还有重赏。”

(老刘注： 除了extends之外， Java泛型还支持super, 实际上为了更加灵活，上面的Comparable 应该写成Comparable ， 这里不再展开描述。)

5.泛型和继承

经过了几个月的准备， Java泛型正式推出，开始让臣民们使用了。

不出国王和大臣所料， 泛型极大程度地减少了运行期那些转型导致的异常，简化了代码，受到了大家的一致欢迎。

国王特地设置了一个泛型大臣的职务， 暂时让集合框架大臣兼任， 没办法，集合框架的改动是泛型的一个重头戏。

过了几天， 泛型大臣兼集合框架大臣上了一个奏章，上面有一张图和若干代码：

国王觉得很诧异，这是怎么回事，print函数能接受的参数不是ArrayList吗? 当传递一个ArrayList为什么出错呢， 难道我们Java帝国的多态不管用了吗?

他召来泛型大臣问个明白。

泛型大臣说：“陛下明鉴，这个Apple 虽然是Fruit的子类， 但是 ArrayList却不是 ArrayList的子类，实际上他们俩之间是没有关系的，不能做转型操作，所以调用print的时候就报错了。

“为什么不能让ArrayList转成ArrayList呢? ”

“如果可以这么做的话， 那么不但可以向这个list中加入Apple, 还可以加入Orange, 泛型就被破坏了”

“奥，原来如此” 国王心想泛型大臣还是不错滴。 “那针对刚才的问题怎么办呢?”

“我和各位大臣商量了，我们打算引入一个通配符的方式来解决， 把函数的输入参数改为改成下面这样：”

“也就是说，传进来的参数，只要是Fruit或者Fruit的子类都可以，对吧” 国王看出了关键。

“是的，陛下，这样以来就可以接收ArrayList 和 ArrayList ,ArrayList 这样的参数了!”

“好吧，虽然看起来有点不爽， 就这么实施吧!”

【本文为专栏作者“刘欣”的原创稿件，转载请通过作者微信公众号coderising获取授权】

网页题目：深入理解Java帝国之泛型详解
文章来源：http://www.gawzjz.com/qtweb/news47/170297.html

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