Java 泛型详解

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转载最新推荐文章于 2026-05-07 14:25:38 发布 909 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java泛型详解，必须掌握点击上方“猿码天地”，选择“设为星标”回复”666“获取新整理的面试文章1. 泛型概述泛型在java中有很重要的地位，在面向对象编程及各种设计模式中有非常广泛的应用。Java 泛型（ge... 阅读详情

1 概述

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？

顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参）。

换句话说就是把类型当做参数传进去，在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。

泛型的本质是为了在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型。

在泛型使用过程中，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、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

2 泛型和Object比较

一个被举了无数次的例子：

List arrayList = new ArrayList();
 
arrayList.add("aaaa");
 
arrayList.add(100);
 
 
 
for(int i = 0; i< arrayList.size();i++){
 
    String item = (String)arrayList.get(i);
 
    Log.d("泛型测试","item = " + item);
 
}

毫无疑问，程序的运行结果会以崩溃结束：

java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String

ArrayList可以存放任意类型，例子中添加了一个String类型，添加了一个Integer类型，再使用时都以String的方式使用，因此程序崩溃了。为了解决类似这样的问题（在编译阶段就可以解决），泛型应运而生。

我们将第一行声明初始化list的代码更改一下，编译器会在编译阶段就能够帮我们发现类似这样的问题。

List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
 
//arrayList.add(100); 在编译阶段，编译器就会报错

换句话说，在执行前不知道会传入什么类型，就可以使用泛型。但是同样的目的，用Object也能做到，为什么要用泛型呢？

首先看一下下面两个方法的声明有什么不同（下面例子只是一种说明两者不同的场景）：

public static Object doSomething(Object obj) {....}
 
public static <T> T doSomething(T t) {....}

此时如若要调用两个方法，则泛型的调用方式为：

A a1 = new A();
 
A a = doSomething(a1);

Object的调用方式为：

A a1 = new A();
 
B b1 = new B();
 
A a = (A) doSomething(a1);
 
B b = (B) doSomething(b1);

可以看出区别是什么？

泛型方法中，如果参数和返回都是T，则表示输出和输出类型要保持一致。即输入String 输出也是String

Object方法中，因为Object类是所有类的父类，也就是说，输入和输出没有依赖，输入String，输出可以是Integer。

而且无论输入什么在调用Object方法的时候，在输出时都需要强制转化，这就带来一个风险，强制转换异常。

所以得出老早就得出的结论：

1、Object范围非常广，而T从一开始就会限定这个类型（包括它可以限定类型为Object）。

2、Object由于它是所有类的父类，所以会强制类型转换，而T从一开始在编码时（注意是在写代码时）就限定了某种具体类型，所以它在编译的时候检查类型安全，不用显式的强制类型转换。（之所以要强调在写代码时是因为泛型在编译时会被JVM擦除掉它的具体类型信息，在编译之后程序会采取去泛型化的措施。也就是说Java中的泛型，只在编译阶段有效，在编译过程中，正确检验泛型结果后，会将泛型的相关信息擦除，并且在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换的方法。也就是说，泛型信息不会进入到运行时阶段）。

这部分的内容可以查看https://blog.youkuaiyun.com/sunxianghuang/article/details/51982979

3 泛型的使用

泛型有三种使用方式，分别为：泛型类、泛型接口、泛型方法

3.1 泛型类

Eq:

public class A<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;
 
    public A(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }
 
    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return key;
    }
}
 
 
A<Integer> a = new A<Integer>(123456);
 
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，即为String.
A<String> b = new A<String>("key_vlaue");
System.out.println("key is " + a.getKey());
System.out.println("key is " + b.getKey());

当然如果我们不在声明实例的时候传入类型实参Integer和String，可以直接传入Key值，这时没有类型实参做限制，我们可以传入任何类型的Key值。

A a1= new A("aaa");
A a2 = new A(111);
A a3 = new A(11.11);
A a4 = new A(false);

这里也有两点需要注意：

泛型的类型参数只能是复杂类型，不能是简单类型。（不能是int 只能是Integer，不能float，只能说Float）；
不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。

3.2 泛型接口

Eq:

public interface A<T> {
    T doSome();
}
 
public class SonA<T> implements A<T>{
         //虽然在方法中使用了泛型，但是这并不是一个泛型方法。
        //这只是类中一个普通的成员方法，只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
 
    @Override
    public T doSome () {
        return null;
    }
}
 
public class SonA2 implements A<String>{
    @Override
    public String doSome () {
        return “a”;
    }
}

3.3 泛型通配符

Ingeter是Number的一个子类，同时在特性章节中我们也验证过A<Ingeter>与A<Number>实际上是相同的一种基本类型。那么问题来了，在使用A<Number>作为形参的方法中，能否使用A<Ingeter>的实例传入呢？在逻辑上类似于A<Number>和A<Ingeter>是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢？

为了弄清楚这个问题，继续看下面的例子：

public void showKeyValue1(A<Number> obj){
 
    System.out.println (obj.getKey());
 
}
 
 
 
A<Integer> gInteger = new A<Integer>(123);
 
A<Number> gNumber = new A<Number>(456);
 
 
 
showKeyValue(gNumber);
 
 
 
// showKeyValue这个方法编译器会为我们报错：Generic<java.lang.Integer>
 
// cannot be applied to Generic<java.lang.Number>
 
// showKeyValue(gInteger);

通过提示信息我们可以看到A<Integer>不能被看作为`A<Number>的子类。由此可以看出:同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。

回到上面的例子，如何解决上面的问题？总不能为了定义一个新的方法来处理A<Integer>类型的类，这显然与java中的多台理念相违背。因此我们需要一个在逻辑上可以表示同时是A<Integer>和A<Number>父类的引用类型。由此类型通配符应运而生。

我们可以将上面的方法改一下：

public void showKeyValue1(Generic<?> obj){
 
    System.out.println(obj.getKey());
 
}

类型通配符一般是使用？代替具体的类型实参，注意了，此处’？’是类型实参，而不是类型形参。再直白点的意思就是，此处的？和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型，可以把？看成所有类型的父类。是一种真实的类型。

可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ? ；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。

3.4 泛型方法

泛型类，是在实例化类的时候指明泛型的具体类型；泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

3.4.1 基本用法

public <T> T method(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
  IllegalAccessException{
        T instance = tClass.newInstance();
        return instance;
}
public class Test {
 
    public <T> T showKeyName(A<T> container){
        System.out.println("container key :" + container.getKey());
        //当然这个例子举的不太合适，只是为了说明泛型方法的特性。
        T test = container.getKey();
        return test;
    }
 
    //这也不是一个泛型方法，这就是一个普通的方法，只是使用了A<Number>这个泛型类做形参而已。
    public void showKeyValue1(A<Number> obj){
        System.out.println (obj.getKey());
    }
 
    //这也不是一个泛型方法，这也是一个普通的方法，只不过使用了泛型通配符?
    //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的，?是一种类型实参，可以看做为Number等所有类的父类
    public void showKeyValue2(Generic<?> obj){
        System.out.println (obj.getKey());
    }
}

3.4.2 泛型类中的泛型方法

Public class Fruit{
        @Override
        public String toString() {
            return "fruit";
        }
    }
    Public  class Apple extends Fruit{
        @Override
        public String toString() {
            return "apple";
        }
    }
    Public class Person{
        @Override
        public String toString() {
            return "Person";
        }
    }
public class A<T>{
        public void show_1(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
        //在泛型类中声明了一个泛型方法，使用泛型E，这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同，也可以不同。
        //由于泛型方法在声明的时候会声明泛型<E>，因此即使在泛型类中并未声明泛型，编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。
        public <E> void show_3(E t){
            System.out.println(t.toString());
        }
        //在泛型类中声明了一个泛型方法，使用泛型T，注意这个T是一种全新的类型，可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。
        public <T> void show_2(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
public static void main(String[] args) {
         Apple apple = new Apple();
        Person person = new Person();
        A<Fruit> a = new A<Fruit>();
        //apple是Fruit的子类，所以这里可以
        a.show_1(apple);
        //编译器会报错，因为泛型类型实参指定的是Fruit，而传入的实参类是Person
        //generateTest.show_1(person);
        //使用这两个方法都可以成功
        a.show_2(apple);
        a.show_2(person);
        //使用这两个方法也都可以成功
        a.show_3(apple);
        a.show_3(person);
    }
    }

3.4.3 泛型的上下边界

在使用泛型的时候，我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制，如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

为泛型添加上边界，即传入的类型实参必须是指定类型的子类型

public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
 
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
 
}
 
Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");
 
Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(2222);
 
Generic<Float> generic3 = new Generic<Float>(2.4f);
 
Generic<Double> generic4 = new Generic<Double>(2.56);
 
 
 
//这一行代码编译器会提示错误，因为String类型并不是Number类型的子类
 
//showKeyValue1(generic1);
 
 
 
showKeyValue1(generic2);
 
showKeyValue1(generic3);
 
showKeyValue1(generic4);
 
 
 
如果我们把泛型类的定义也改一下:
 
 
 
public class Generic<T extends Number>{
 
    private T key;
 
 
 
    public Generic(T key) {
 
        this.key = key;
 
    }
 
 
 
    public T getKey(){
 
        return key;
 
    }
 
}
 
//这一行代码也会报错，因为String不是Number的子类
 
Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");

再来一个泛型方法的例子：

//在泛型方法中添加上下边界限制的时候，必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界，即在泛型声明的时候添加
 
//public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container)，编译器会报错："Unexpected bound"
 
public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
 
    System.out.println("container key :" + container.getKey());
 
    T test = container.getKey();
 
    return test;
 
}

本文原文地址：https://blog.youkuaiyun.com/u012133048/article/details/83446788

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