Java中的泛型机制与其使用

基本概念

• 通常情况下集合中可以存放不同类型的对象，是因为将所有对象都看做Object类型放入的，因此从集合中取出元素时也是Object类型，为了表达该元素真实的数据类型，则需要强制类型转换，而强制类型转换可能会引发类型转换异常。
• 为了避免上述错误的发生，从Java5开始增加泛型机制，也就是在集合名称的右侧使用<数据类型>的方式来明确要求该集合中可以存放的元素类型，若放入其它类型的元素则编译报错。
• 泛型只在编译时期有效，在运行时期不区分是什么类型。

底层原理

• 泛型的本质就是参数化类型，也就是让数据类型作为参数传递，其中E相当于形式参数负责占位，而使用集合时<>中的数据类型相当于实际参数，用于给形式参数E进行初始化，从而使得集合中所有的E被实际参数替换，由于实际参数可以传递各种各样广泛的数据类型，因此得名为泛型。

自定义泛型接口

• 泛型接口和普通接口的区别就是后面添加了类型参数列表，可以有多个类型参数，如：<E, T, … >等。
• 比如java.lang包下的Comparable接口

public interface Comparable<T>{
	public int compareTo(T o);
}

自定义泛型类

• 泛型类和普通类的区别就是类名后面添加了类型参数列表，可以有多个类型参数，如：<E, T, … >等。
• 实例化泛型类时应该指定具体的数据类型，并且是引用数据类型而不是基本数据类型。
• 父类有泛型，子类可以选择保留泛型也可以选择指定泛型类型。
• 子类必须是“富二代”，子类除了指定或保留父类的泛型，还可以增加自己的泛型。

比如自定义链表时

public class LinkedList<E>{
	public static class Node<E>{
		E element;
		Node<E> next;
		public Node(E element,Node<E> next){
			this.element=element;
			this.next=next;
		}
	}
	...
}

通配符的使用

• 有时候我们希望传入的类型在一个指定的范围内，此时就可以使用泛型通配符了。
• 如：之前传入的类型要求为Integer类型，但是后来业务需要Integer的父类Number类也可以传入。或者对传入二叉搜索树的泛型做出限制，要求其必须实现Comparable接口以满足在树内进行大小比较的要求。

public BinarySearchTree<E extends Comparable>{
	...
}

• 泛型中有三种通配符形式：

1. <?> 无限制通配符：表示我们可以传入任意类型的参数。
2. <? extends E> 表示类型的上界是E，只能是E或者是E的子类。
3. <? super E> 表示类型的下界是E，只能是E或者是E的父类。