java泛型详解

最新推荐文章于 2025-04-12 11:56:33 发布

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分类专栏： java 文章标签： java泛型泛型下限泛型上限

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本文深入讲解Java泛型的概念、定义及使用方法，包括泛型类、接口、方法等，并介绍了泛型的通配符、上限和下限等高级用法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在日常的开发中，我们会看到别人的框架很多地方会使用到泛型，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。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。本篇博客我们就来详细解析一下泛型的知识。

泛型类定义及使用

使用泛型有什么好处呢？首先我们先看一个例子，假设我们有两个类，代码如下：

#StringClass 
public class StringClass {
    private String x ;
    private String y ;

    public String getY() {
        return y;
    }

    public void setY(String y) {
        this.y = y;
    }

    public String getX() {
        return x;
    }

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

#IntClass 
public class IntClass {
    private int x ;
    private int y ;

    public int getY() {
        return y;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

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

观察上面两个类StringClass 和IntClass，他们除了变量类型不一样，一个是String一个是int以外，其它并没有什么区别！那我们能不能合并成一个呢？通过泛型就可以解决，首先看一下泛型的类是怎么定义的：

public class ObjClass<T> {

    private T x ;
    private T y ;

    public T getX() {
        return x;
    }

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

    public T getY() {
        return y;
    }

    public void setY(T y) {
        this.y = y;
    }
}

那么这时候上面的两个类就可以通过泛型的设置，相应生成

 ObjClass<String> stringClass = new ObjClass<String>();
        stringClass.setX("haha");

        ObjClass<Integer> intClass = new ObjClass<Integer>();
        intClass.setX(100);

        Log.d("yyy", "stringClass:" + stringClass.getX() + ",intClass:" + intClass.getX());

这里写图片描述
从结果中可以看到，我们通过泛型实现了开篇中StringClass类和IntClass类的效果。

接下来介绍泛型如何定义及使用：
1.首先需要定义泛型：ObjClass
ObjClass ，即在类名后面加一个尖括号，括号里是一个大写字母。这里写的是T，其实这个字母可以是任何大写字母，无论使用哪个字母，意义都是相同的。

2.在类中使用泛型
这个T表示派生自Object类的任何类，比如String,Integer,Double等等。这里要注意的是，T一定是派生于Object类的。

private T x ;
    private T y ;

    public T getX() {
        return x;
    }

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

    public T getY() {
        return y;
    }

    public void setY(T y) {
        this.y = y;
    }

3.使用泛型类
泛型类的使用代码如下：

  ObjClass<String> stringClass = new ObjClass<String>();
        stringClass.setX("haha");

        ObjClass<Integer> intClass = new ObjClass<Integer>();
        intClass.setX(100);

首先，需要构造一个实例：

 ObjClass<String> stringClass = new ObjClass<String>();

泛型类的构造则需要在类名后添加上，即一对尖括号，中间写上要传入的类型。
因为我们构造时，是这样的：ObjClass,所以在使用的时候也要在ObjClass后加上类型来定义T代表的意义。

尖括号中，你传进去的是什么，T就代表什么类型。这就是泛型的最大作用，我们只需要考虑逻辑实现，就能拿给各种类来用。

多泛型变量定义

1.多泛型变量定义
我们不止可以在类中设置一个泛型变量T，还可以声明多个泛型变量，写法如下：

public class ObjClass<T,U>

也就是在原来的T后面用逗号隔开，写上其它的任意大写字母即可，如果还有多个，依然使用逗号分隔开即可，则我们前面定义的泛型类就会变成下面这样：

public class ObjClass<T,U> {

    private T x ;
    private U y ;

    public T getX() {
        return x;
    }

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

    public U getY() {
        return y;
    }

    public void setY(U y) {
        this.y = y;
    }
}

  ObjClass<String,Integer> stringClass = new ObjClass<String,Integer>();
        stringClass.setX("haha");
        stringClass.setY(100);

从上面的代码中，可以明显看出，就是在新添加的泛型变量U用法与T是一样的。

2.泛型的字母规范
虽然在类中声明泛型任意字母都可以，但为了可读性，最好遵循以下的规范：

 E — Element，常用在java Collection里，如：  List<E>,Iterator<E>,Set<E>
 K,V — Key，Value，代表Map的键值对
 N — Number，数字
 T — Type，类型，如String，Integer等等

泛型接口定义及使用

在接口上定义泛型与在类中定义泛型是一样的，代码如下：

interface MsgClass<T> {
    public T getMsg() ;
    public void setMsg(T x);
}

我们可以利用泛型类来构造填充泛型接口

public class Message<T,U> implements MsgClass<T>{

    private T msg;
    @Override
    public T getMsg() {
        return msg;
    }

    @Override
    public void setMsg(T msg) {
        this.msg = msg;
    }
}

在这个类中，我们构造了一个泛型类Message，然后把泛型变量T传给了MsgClass，这说明接口和泛型类使用的都是同一个泛型变量。

我们还可以构造一个多个泛型变量的类，并继承自MsgClass接口：

public class Message<T,U> implements MsgClass<T>{
    private U name;
    private T msg;
    @Override
    public T getMsg() {
        return msg;
    }

    @Override
    public void setMsg(T msg) {
        this.msg = msg;
    }

    public U getName() {
        return name;
    }

    public void setName(U name) {
        this.name = name;
    }
}

泛型函数定义及使用

我们不但可以在类声明中使用泛型，还可以在函数声明中也使用泛型，使用如下：

public class ObjClass {
    //静态函数
    public static <T> void StaticMethod(T a) {

    }

    //普通函数
    public <T> void OrgnicMethod(T a) {

    }

}

上面分别是静态泛型函数和常规泛型函数的定义方法，与以往方法的唯一不同点就是在返回值前加上来表示泛型变量。

无论哪种泛型方法都有两种使用方法：


//静态方法
ObjClass.StaticMethod("adfdsa");//使用方法一
ObjClass.<String>StaticMethod("adfdsa");//使用方法二
//常规方法
ObjClass objClass = new ObjClass();
objClass.OrgnicMethod(new Integer(111));//使用方法一
objClass.<Integer>OrgnicMethod(new Integer(111));//使用方法二

方法一，隐式传递了T的类型，这种隐式的传递方式，代码不利于阅读和维护。因为从外观根本看不出来你调用的是一个泛型函数。
方法二，例如上面例子中，将T赋值为Integer类型，这样OrgnicMethod（T a）传递过来的参数如果不是Integer那么编译器就会报错。

当然泛型函数的返回值也可以使用泛型表示：

public static <T> List<T> parseArray(String response,Class<T> object){  
    List<T> modelList = JSON.parseArray(response, object);  
    return modelList;  
}

函数返回值是List类型。和void的泛型函数不同，有返回值的泛型函数要在函数定义的中在返回值前加上标识泛型；还要说明的是，上面中，使用Class传递泛型类Class对象

泛型数组

泛型同样可以用来定义在数组上

         //定义  
        public static <T> T[] fun1(T...msg){  // 接收可变参数    
            return msg ;            // 返回泛型数组    
        }
        //使用  
        public static void main(String args[]){
            Integer i[] = fun1(8,9,8,44) ;
            Integer[] result = fun1(i) ;
        }

定义了一个静态函数，然后定义返回值为T[]，参数为接收的T类型的可变长参数。

泛型的通配符

在开发中对象的引用传递（向上向下传递）是最常见的，但是，在泛型的操作中，在进行引用传递的时候泛型类型必须匹配才可以传递，否则不能传递。

例如，如下没有进行泛型类型匹配，一个是String,一个是Object类型。

class Info<T>{
    private T var ;        // 定义泛型变量
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){   
        return this.var.toString() ;
    }
};

public class demo1 {
        public static void main(String args[]) {
            // 使用String为泛型类型
            Info<String> i = new Info<String>();        
            i.setVar("ABCD");
            //把String泛型类型的i对象传递给Object泛型类型的temp。
            fun(i);　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
        }

        // 接收Object泛型类型的Info对象
        public static void fun(Info<Object> temp) {        
            System.out.println("内容：" + temp);
        }
    }

编译发生错误。

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: 
    The method fun(Info<Object>) in the type demo1 is not applicable for the arguments (Info<String>)

    at Thread1.demo1.main(demo1.java:18)

泛型对象进行引用传递的时候，类型必须一致，如果非要传递，则可以将fun方法中Info参数的泛型取消掉（变成 void fun(Info temp)）。、

以上确实改进了功能，但是似乎不是很妥当，毕竟之前指定过泛型。

以上程序在fun()方法中使用"Info<?>"的代码形式，表示可以使用任意的泛型类型对象，这样的话fun()方法定义就合理了，但是使用以上方法也有需要注意的地方，

即：如果使用“？“接收泛型对象的时候，则不能设置被泛型指定的内容。

class Info<T>{
    private T var ;        
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){    
        return this.var.toString() ;
    }
};
public class GenericsDemo{
    public static void main(String args[]){
        Info<String> i = new Info<String>() ;       
        i.setVar("ABCD") ;                            
        fun(i) ;
    }
    public static void fun(Info<?> temp){        
        System.out.println("内容：" + temp) ;
    }
};

如果使用”？“意味着可以接收任意的内容，但是此内容无法直接使得用”？“修饰的泛型的对象进行修改。如下就会出问题：

class Info<T>{
    private T var ;        
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){   
        return this.var.toString() ;
    }
};
public class demo1{
    public static void main(String args[]){
        Info<?> i = new Info<String>() ;       
        i.setVar("ABCD") ;                            
    }
};

运行结果：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: 
    The method setVar(capture#1-of ?) in the type Info<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (String)

    at Thread1.demo1.main(demo1.java:17)

在使用”？“只能接收，不能修改。

泛型的上限

class Info<T>{
    private T var ;        
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){    
        return this.var.toString() ;
    }
};
public class GenericsDemo{
    public static void main(String args[]){
        Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ;        
        Info<Float> i2 = new Info<Float>() ;            
        i1.setVar(30) ;                                    
        i2.setVar(30.1f) ;                                
        fun(i1) ;
        fun(i2) ;
    }
    public static void fun(Info<? extends Number> temp){    // 只能接收Number及其Number的子类
        System.out.print(temp + "、") ;
    }
};

运行成功。但是，如果传入的泛型类型为String的话就不行，因为String不是Number子类。
在类中使用泛型上限。

class Info<T extends Number>{    // 此处泛型只能是数字类型
    private T var ;        
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){   
        return this.var.toString() ;
    }
};
public class demo1{
    public static void main(String args[]){
        Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ;        // 声明Integer的泛型对象
    }
};

如果在使用Info的时候设置成String类型，则编译的时候将会出现错误（String不是Number子类）
注意：利用<? extends Number>定义的变量，只可取其中的值，不可修改

原因如下：
因为Info的类型为 Info

泛型的下限

<? super XXX>表示填充为任意XXX的父类

class Info<T>{
    private T var ;        
    public void setVar(T var){
        this.var = var ;
    }
    public T getVar(){
        return this.var ;
    }
    public String toString(){    
        return this.var.toString() ;
    }
};
public class GenericsDemo21{
    public static void main(String args[]){
        Info<String> i1 = new Info<String>() ;        // 
        Info<Object> i2 = new Info<Object>() ;        // 
        i1.setVar("hello") ;
        i2.setVar(new Object()) ;
        fun(i1) ;
        fun(i2) ;
    }
    public static void fun(Info<? super String> temp){    // 只能接收String或Object类型的泛型，String类的父类只有Object类
        System.out.print(temp + "、") ;
    }
};

Object类和String类都是String的父类，所有运行成功，但是如果此时用Integer则会出错，因为integer并不是String父类。

注意：使用super通配符：能存不能取
如何理解呢？假设有3个类，继承关系如下：

class CEO extends Manager {  
}  

class Manager extends Employee {  
}  

class Employee {  
}

然后书写如下代码：

List<? super Manager> list;  
list = new ArrayList<Employee>();  
//存  
list.add(new Employee()); //编译错误  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());

为什么而list.add(new Employee());是错误的？
因为list里item的类型是

List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());

在这里，正因为Manager和CEO都是Employee的子类，在传进去list.add()后，会被强制转换为Employee！
现在回过头来看这个：

List<? super Manager> list;  
list = new ArrayList<Employee>();  
//存  
list.add(new Employee()); //编译错误  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());

编译器无法确定<? super Manager>的具体类型，但唯一可以确定的是Manager()、CEO()肯定是<? super Manager>的子类，所以肯定是可以add进去的。但Employee不一定是<? super Manager>的子类，所以不能确定，不能确定的，肯定是不允许的，所以会报编译错误。

最后强调一下，List<? super Manager> list取出的只能是Object 类型，这里虽然看起来是能取的，但取出来一个Object类型，是毫无意义的。所以才有了“super通配符：能存不能取”的结论。

总结
1）使用？可以接收任意泛型对象。

2）泛型的上限：？extends 类型（能取不能存）。

3）泛型的下限：？super 类型? super 通配符（能存不能取）。