java泛型（Class<T>,Class<?>)

最新推荐文章于 2025-04-05 15:56:58 发布

iteye_4921

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分类专栏： Java 文章标签：泛型泛型类泛型方法泛型接口通配泛型

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本文详细介绍了Java泛型的概念、规则限制、具体例子、深入应用及高级特性，包括泛型类、泛型方法、通配符泛型等，通过实例展示了泛型在Java编程中的优势与使用技巧。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、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。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。

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。

二、泛型的规则限制

1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。

2、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。

3、泛型的类型参数可以有多个。

4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如<T extends superclass>。习惯上称为“有界类型”。

5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");

1、具体例子

下面给出两个简单的例子，实现同样的功能，一个使用了泛型，一个没有使用泛型。

例子一：使用了泛型

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class Gen<T> {

	// 定义泛型成员变量
	private T t;
	
	public Gen(T t) {
		this.t = t;
	}

	public T getT() {
		return t;
	}

	public void setT(T t) {
		this.t = t;
	}
	
	public void showType() {
		System.out.println("T的实际类型是： " + t.getClass().getName());
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		// 定义一个泛型类Gen的一个Integer的版本
		Gen<Integer> intObj = new Gen<Integer>(0);
		intObj.showType();
		
		int i = intObj.getT();
		System.out.println(" value = " + i);
		System.out.println(" ====================== ");
		
		//定义泛型类Gen的一个String的版本
		Gen<String>strObj = new Gen<String>("Hello Gen!");
		strObj.showType();
		String s = strObj.getT();
		System.out.println(" value = " + s);
	}
	
}

例子二：没有使用泛型

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class Gen2 {

	// 定义一个通用类型成员
	private Object obj;
	
	public Gen2(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
 
    public Object getObj() {
        return obj;
    }
 
    public void setObj(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
 
    public void showType() {
        System.out.println("T的实际类型是: " + obj.getClass().getName());
    }
	
    public static void main(String[] args) {
    	// 定义类Gen2的一个Integer版本
		Gen2 intObj = new Gen2(2);
		intObj.showType();
		
		int i = (Integer) intObj.getObj();
		System.out.println(" value = " + i);
		System.out.println(" ====================== ");
		
		// 定义类Gen2的一个String版本
        Gen2 strOb = new Gen2("Hello Gen!");
        strOb.showType();
        String s = (String) strOb.getObj();
        System.out.println(" value= " + s);
	}
}

运行结果：两个例子的运行结果都是一模一样的

T的实际类型是: java.lang.Integer

value = 2

======================

T的实际类型是: java.lang.String

value= Hello Gen!

2、深入泛型

有两个类如下，要构造两个类的对象，并打印出各自的成员x。

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class StringFoo {
	
	private String x;
	
	public StringFoo(String x) {
		this.x = x;
	}

	public String getX() {
		return x;
	}

	public void setX(String x) {
		this.x = x;
	}
}

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class DoubleFoo {

	private Double foo;

	public Double getFoo() {
		return foo;
	}

	public void setFoo(Double foo) {
		this.foo = foo;
	}
	
	
}

重构

因为上面的类中，成员和方法的逻辑都一样，就是类型不一样，因此考虑重构。Object是所有类的父类，因此可以考虑用Object做为成员类型，这样就可以实现通用了，实际上可以称为“Object泛型”。

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class ObjectFoo {

	private Object x;
	
	public ObjectFoo(Object x) {
		this.x = x;
	}

	public Object getX() {
		return x;
	}

	public void setX(Object x) {
		this.x = x;
	}

	public static void main(String[] args) {
		ObjectFoo strFoo = new ObjectFoo(new StringFoo("Hello Generics!"));
		ObjectFoo doubleFoo = new ObjectFoo(new DoubleFoo(0d));
		ObjectFoo objectFoo = new ObjectFoo(new Object());
		
		System.out.println("strFoo.getX=" + (StringFoo) strFoo.getX());
        System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleFoo) doubleFoo.getX());
        System.out.println("objFoo.getX=" + objectFoo.getX());
	}
}

运行结果如下：

strFoo.getX=com.wsheng.aggregator.generic.StringFoo@5c3f1224
douFoo.getX=com.wsheng.aggregator.generic.DoubleFoo@30c028cc
objFoo.getX=java.lang.Object@17b68215

解说：在Java 5之前，为了让类有通用性，往往将参数类型、返回类型设置为Object类型，当获取这些返回类型来使用时候，必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口，然后才可以调用对象上的方法。

泛型类型实现

强制类型转换很麻烦，我还要事先知道各个Object具体类型是什么，才能做出正确转换。否则，要是转换的类型不对，比如将“Hello Generics!”字符串强制转换为Double,那么编译的时候不会报错，可是运行的时候就挂了。

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class ObjectFoo {

	private Object x;
	
	public ObjectFoo(Object x) {
		this.x = x;
	}

	public Object getX() {
		return x;
	}

	public void setX(Object x) {
		this.x = x;
	}

	public static void main(String[] args) {
	        ObjectFoo strFoo = new ObjectFoo(new StringFoo("Hello Generics!"));
		ObjectFoo doubleFoo = new ObjectFoo(new DoubleFoo(0d));
		ObjectFoo objectFoo = new ObjectFoo(new Object());
		
	        System.out.println("strFoo.getX=" + (StringFoo) strFoo.getX());
                System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleFoo) doubleFoo.getX());
                System.out.println("objFoo.getX=" + objectFoo.getX());
	}
}

运行结果：

和使用“Object泛型”方式实现结果的完全一样，但是这个Demo简单多了，因为不需要强制类型转换。

泛型类语法：

使用<T>来声明一个类型持有者名称，然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。当然T仅仅是个名字，这个名字可以自行定义。

class GenericsFoo<T> 声明了一个泛型类，这个T没有任何限制，实际上相当于Object类型，实际上相当于 class GenericsFoo<T extends Object>。

与Object泛型类相比，使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候，可以使用“< 实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。例如：

GenericsFoo<Double> douFoo=new GenericsFoo<Double>(new Double("33"));

当然，也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型，但是你在使用该对象的时候，就需要强制转换了。比如：GenericsFoo douFoo=new GenericsFoo(new Double("33"));

实际上，当构造对象时不指定类型信息的时候，默认会使用Object类型，这也是要强制转换的原因。

3、高级应用

限制泛型

在上面的例子中，由于没有限制class GenericsFoo<T>类型持有者T的范围，实际上这里的限定类型相当于Object，这和“Object泛型”实质是一样的。限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做：

class GenericsFoo<T extends Collection>，这样类中的泛型T只能是 Collection接口的实现类，传入非Collection接口编译会出错。

注意：<T extends Collection>这里的限定使用关键字extends，后面可以是类也可以是接口。但这里的extends已经不是继承的含义了，应该理解为T类型是实现Collection接口的类型，或者T是继承了XX类的类型。

package com.wsheng.aggregator.generic;

import java.util.Collection;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class CollectionGenFoo<T extends Collection<?>> {
	
	private T x;
	
	public CollectionGenFoo(T x) {
		this.x = x;
	}

	public T getX() {
		return x;
	}

	public void setX(T x) {
		this.x = x;
	}

}

具体的实例化：

public static void main(String[] args) {
	/*CollectionGenFoo<ArrayList<String>> listFoo = null;
	listFoo = new CollectionGenFoo<ArrayList<String>>(new ArrayList<String>());*/
		
	CollectionGenFoo<Collection<String>> listFoo = new CollectionGenFoo<Collection<String>>(new ArrayList<String>());
		
		System.out.println("实例化成功！" + listFoo);
		
	}

如上代码还有点美中不足就是：实现 Collection接口的类很多很多，如果针对每一种都要写出具体的子类类型，那也太麻烦了，泛型针对这种情况还有更好的解决方案，那就是“ 通配符泛型”。

多接口限制

虽然Java泛型简单的用 extends 统一的表示了原有的 extends 和 implements 的概念，但仍要遵循应用的体系，Java 只能继承一个类，但可以实现多个接口，所以你的某个类型需要用 extends 限定，且有多种类型的时候，只能存在一个是类，并且类写在第一位，接口列在后面，也就是：

（泛型方法的类型限定） <T extends SomeClass & interface1 & interface2 & interface3>

（泛型类中类型参数的限制）

public class Demo<T extends Comparable & Serializable> {
    // T类型就可以用Comparable声明的方法和Seriablizable所拥有的特性了
}

通配符泛型

为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点，引入了“通配符泛型”，针对上面的例子，使用通配泛型格式为<? extends Collection>，“？”代表未知类型，这个类型是实现Collection接口。

注意：

1、如果只指定了<?>，而没有extends，则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。

2、通配符泛型不单可以向下限制，如<? extends Collection>，还可以向上限制，如<? super Double>，表示类型只能接受Double及其上层父类类型，如Number、Object类型的实例。

3、泛型类定义可以有多个泛型参数，中间用逗号隔开，还可以定义泛型接口，泛型方法。这些都与泛型类中泛型的使用规则类似。

4、泛型方法

是否拥有泛型方法，与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法，只需将泛型参数列表置于返回值前。如:

package com.wsheng.aggregator.generic;

/**
 * @author Josh Wang(Sheng)
 * 
 * @email  josh_wang23@hotmail.com
 * 
 */
public class GenericMethod {
	
	public <T> void print(T x) {
		System.out.println(x.getClass().getName());
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		GenericMethod method = new GenericMethod();
		method.print(" ");
		method.print(10);
		method.print('a');
		method.print(method);
	}

}

运行结果：

java.lang.String

java.lang.Integer

java.lang.Character

com.wsheng.aggregator.generic.GenericMethod

使用泛型方法时，不必指明参数类型，编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同，调用就像普通方法一样。

需要注意的是，一个static方法，无法访问泛型类的类型参数，所以，若要static方法需要使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。