第八章《Java高级语法》第11节：泛型

泛型也JDK1.5引入的一种技术，它改变了核心API中的许多类和方法。使用泛型，可以建立类型安全模式来处理各种数据的类、接口和方法。使用泛型，一旦定义了一个算法，就可以独立于任何特定的数据类型。泛型的强大功能从根本上改变了Java的编程方式，本小节将详细讲解泛型的相关知识。

8.11.1 泛型简介

在开发某个应用程序需要创建一个表示员工的Employee类，Employee类中需要定义一个表示员工编号的属性num。那么应该把num这个属性应该定义成哪种类型呢？如果定义成Integer类型，这样就能方便进行比较和排序的操作，因为Integer是一个表示整数的类。而如果把num定义为String类型，又能方便的进行截取和模糊搜索等操作。能否在定义Employee类的时候，先不去确定num的类型，而等到创建Employee对象时才去确定num属性的类型呢？这样的话，如果需要对编号进行排序，就把Employee对象的num属性定义为Integer类型，而如果需要对num属性进行截取操作的时候，就把Employee对象的num属性定义为String类型。JDK1.5引入的泛型技术就能很好的解决这个问题，因为泛型可以动态定义对象某个属性的类型。

“泛型”这个词的意思就是暂时不确定的类型，这种不确定的类型最终会在创建对象的语句中由程序员指定，从而变成一种确定的类型。理论上程序员可以把泛型指定为任意类型。把属性定义为泛型的操作很简单，只需要在代码中用一个大写字母来代替属性的类型名称即可，例如下面的代码就把Employee类的num属性定义成了泛型。

public class Employee{
    T num;
}

这段代码定义了一个Employee类，类中的num属性表示员工编号。可以看到，员工编号的类型被定义为T，这个T就表示泛型。但是通常情况下编译器会认为T是某个类的名称，为了告知编译器以及所有阅读代码的人T表示一种不确定的类型(也即泛型)，需要在类的名称后面加上一对尖括号并在尖括号内写一个大写的T。也就是说，代码中的“Employee”表示： Employee是一个类，这个类中T是一种暂时不确定的类型。T这种暂时不确定的类型要在创建对象时被指定为一种具体的类型，把T指定为具体类型的操作也很简单，只要在创建对象时把尖括号中的T替换为某个类的名称就可以，请看下面的【例08_26】。

【例08_26 在类中使用泛型】

Employee.java

public class Employee{
    T num;
}

Exam08_26.java

public class Exam08_26 {
    public static void main(String[] args) {
        Employee e1 = new Employee();//①指定T为Integer类
        Employee e2 = new Employee();//指定T为String类
        e1.num = new Integer(1);
        e2.num = new String("1");
    }
}

从上面的代码中可以看到：在创建Employee对象时，把一个具体的类型写到类名称以及构造方法名称后面的尖括号中就能指定T的具体类型。在【例08_26】中，创建e1对象时，T被指定为Integer类型，所以e1的num属性也就成了Integer类型。而创建e2对象时，T被指定为String类型，所以e2的num属性也就成了String类型。对e1和e2的num属性赋值都要使用类型正确的数据完成，否则就会出现语法错误，例如用String类型的数据为e1的num赋值就会报错。从这个例子各位读者就能学会如何定义泛型，并且可以体验到泛型具有非常强的灵活性。

通过阅读代码不难发现：创建对象时如果还用引用指向了这个对象，语句中就会出现两对尖括号为泛型指定类型。这两对尖括号的作用其实并不相同，类名称后面的尖括号用来指定引用的泛型，而构造方法名称后面的尖括号用来指定对象的泛型。例如：

Employee e = new Employee();

这条语句中，“Employee e”表示创建泛型类引用e，并把引用e的泛型指定为Integer。而“new Employee()”表示创建了一个对象，并把对象的泛型指定为Integer。

为保证在后面的章节中能深入学习泛型相关知识，还必须先掌握以下几个相关概念和专业术语：

1. 泛型类：在类中有不确定类型的数据，并且在名称后用尖括号加以声明的类，例如Employee就是一个泛型类。
2. 泛型接口：与泛型类的概念相似，只是不确定类型的数据被包含在接口中。
3. 原始类：泛型类去掉其泛型声明部分就被称为原始类，如Employee就是原始类。
4. 泛型属性：类型被定义为泛型的属性，例如Employee类中的num属性。
5. 类型参数：Employee中，出现在尖括号中的T也是一个参数，只不过这个参数不是用来表示一个数据，而是用来表示数据的类型，因此把这种参数称为“类型参数”。一个泛型类允许定义多个类型参数。类型参数本质上就是一个占位符，在创建对象时会用某种真实的数据类型替换它。
6. 使用了类型参数的方法：一个方法中如果出现了类型参数，这个方法就是“使用了类型参数的方法”

8.11.2深入学习泛型

通过8.11.1小节的学习，各位读者已经对泛型有了初步认识。关于泛型还有很多语法方面的细节，本小节就来详细讲解一下这方面的知识。

Java语言中，不仅仅能把类的属性定义为泛型，还可以把方法参数的类型、返回值的类型以及方法中创建的对象的类型都定义为泛型。如下所示。

class Employee{
    T num;
    public  void setNum(T num){
        this.num = num;
    }
    public T getNum(){
        return num;
    }
}

在这段代码中，setNum()方法的参数、getNum()方法的返回值的类型都被定义为泛型。当然，这些程序元素的类型都会在创建对象时得以确定。需要注意：把泛型指定为具体类型时，只能将其指定为引用数据类型，绝对不可以指定为基础数据类型。

泛型类也可以被当作原始类来使用，也就是说：创建一个泛型类对象时可以忽略泛型的存在，例如Employee是一个泛型类，但创建对象的语句却可以写成如下所示的语句。

Employee e = new Employee();

这条语句出现在程序中是完全合法的，但编译器会发出警告来提示程序员应该把泛型指定为某个具体类型。如果没有把泛型指定为具体类型，编译器会把类中所包含的泛型默认设置为Object类型，因此上面的语句中，e对象的num属性的类型就会被设置为Object。既然num属性被设置为Object类型，那么用任何类的对象给num赋值都是合法的，因为任何类都是Object的子类。还需要注意：创建对象时如果根本不打算把泛型指定为某种具体类型，就不要写那一对尖括号，因为一旦写上尖括号就表示你打算把泛型确定为具体类型，而编译器发现尖括号里没有写具体类型,就会报错，因此以下语句就是不合法的。

Employee<> e = new Employee<>();

通常情况下我们会为引用的泛型和对象的泛型都指定具体类型，但是从JDK1.7开始，编译器允许只指定引用中泛型的类型，不用指定对象中泛型的类型，如下所示。

Employee e = new Employee<>();

在这种情况下，编译器会让对象中的泛型与引用中的泛型在类型上保持一致，也就是说，上面这条语句等同于如下语句。

Employee e = new Employee();

以上两条语法规则可以总结为：泛型类可以去掉尖括号当作原始类去使用，但如果带上尖括号，就一定要在类名后面的尖括号中明确指定类型。

泛型技术的引入，其实是提供了一种定义数据的机制：以一个原始类为基础，对它进行二次定义，把类型参数指定为不同的类，就能衍生出这个原始类的多个小分类。例如，把Employee类的类型参数T指定为Integer，就衍生出了Employee这个小分类，而把类型参数T指定为String，就衍生出了Employee这个小分类。需要注意：此处提到的“小分类”的概念与之前学习过的“子类”的概念是完全不同的。在编译器看来，这两个小分类是两种不同的类型，因此这两种小分类的数据不能相互赋值，例如下面的语句是不合法的、

Employee