Java中的紙老虎之泛型
泛型，其實算是Java當中比較難的語法瞭，很多人一開始都對其一知半解，也很害怕閱讀帶泛型的源碼，雖然看起來語法很難，但當你理解後會覺得很簡單，其實隻是一個紙老虎罷瞭。下面，我將會用非常簡單易懂的方式帶你去理解它，相信你在認真看完後會有非常大的收獲，從此不會再畏懼它！
一. 泛型的定義
這裡大傢可以不必去看網上的有些定義，因為相對於比較學術化，隻需記住泛型可以在程序設計中指定某種類型，讓程序的設計更加規范化即可
二. 為什麼要用到泛型
瞭解到瞭泛型是什麼後，那我們來討論討論為什麼要用泛型這個語法，這個語法到底是幹什麼的？別急，下面，我先給大傢舉一個例子：
class Stack {
public Object[] objects;
public int top;
public Stack() {
this.objects =new Object[10];
}
public void push(Object obj) {
objects[this.top++] = obj;
}
public Object get() {
return objects[this.top-1];
}
}
大傢可以看看這是在幹什麼呢？這是我們自己寫瞭一個棧，然後將棧裡的數組類型設置成Object類型，這樣的話這個棧裡任意類型的數據都可以存放瞭（Object類是任何類的父類，不管插入什麼類型的數據，都可以發生向上轉型）
下面，我們來測試一下
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Stack stack=new Stack();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push("123");
String str=(String)stack.get();
}
}
可以看到，我們可以向自己寫的棧裡放入整形以及字符串等等任何類型的數據，但註意一下取出數據的時候要進行強制類型轉換
以上這樣寫，可以向棧裡存放任何類型的數據，比較通用，其優點也可以變成缺點，正因為太通用瞭，使代碼的規范性降低，看起來比較凌亂，這時候，我們可以考慮使用泛型，這樣可以在類中或者Java集合中存放特定的數據（使用Java集合時，一般都要用到泛型，而自定義的類型中可以使用泛型也可以不使用）
三. 泛型的寫法
以自定義的類型為例，寫法為在類名後面加上尖括號，裡面寫上一個字母（註意，此處寫任何字母都可以，隻起到一個標記這個類為泛型類的作用）
class Stack<T>
而在new對象時，以棧裡隻能存放整形為例，前面的尖括號必須寫基本數據類型對應的包裝類，而後面的尖括號可以不用寫，示例如下：
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
補一下Java中的基本數據類型與對應的包裝類：
因此，我們前面寫的自定義的棧可以寫成以下形式（以存放整形為例）：
class Stack<T> {
public T[] objects;
public int top;
public Stack() {
this.objects = (T[])new Object[10];
}
public void push(T obj) {
objects[this.top++] = obj;
}
public T get() {
return objects[this.top-1];
}
}
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
stack.push(1);
stack.push(2);
int ret = stack.get();
System.out.println(ret);
特別註意此處：public Stack() { this.objects = (T[])new Object[10]; }
這裡不能寫成this.objects=new T[10];
原因：
1. 不能new泛型類型的數組
2. 也可理解為泛型是先檢查後編譯的，如果new泛型類型的數組的話，編譯器檢查時並不知道T是什麼類型的，因此會報錯。而編譯的時候才會進行擦除機制，都會將其轉換為Object類型
3. 正因為有這個擦除機制，這裡才能進行數組整體強制類型轉換（一般數組不能整體進行強制類型轉換），因為泛型隻是在編譯的時候起作用，而實際運行時都會被擦除成Object類型，即實際運行時是沒有泛型這個概念的，也即實際運行時類型都是一樣的，所以T本質上是object類型的，所以此代碼等價於不進行強制類型轉換！！！
4.而直接指定泛型的代碼（不是T） 比如：Stack<Integer>和Stack<Character>都是在運行時直接把尖括號裡的類型擦掉瞭，可以看到直接打印的結果（並沒有打印出類型）：
此處註意多理解理解
四. 泛型的使用實例
1. 求最大值
以上就是泛型的一個重要知識點瞭，但光看是不夠的，還是得通過例子讓大傢有一個更為深入的理解，比如，如何寫一個泛型類來求數組的最大值呢？
基本的框架大概是這樣的：（沒看懂的小可愛好好看看上面講的內容哦）
class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
public T findMax(T[] array) {
T max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if(max < array[i]) {
max = array[i];
}
}
return max;
}
}
但是此代碼if(max < array[i])會報錯，為什麼呢？因為將來給T傳的值一定是一個引用類型，引用類型不能直接比較大於或者小於的，是要用Comparable或Comparator接口裡的方法比較的，因為泛型在編譯的時候會被擦除成Object類型，但Object類本身並沒有實現Comparable或Comparator接口，所以我們要控制其不要擦除到Object類，所以要給泛型指定一個邊界
具體寫法如下：
class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
public T findMax(T[] array) {
T max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
//max < array[i]
if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
max = array[i];
}
}
return max;
}
}
class Algorithm<T extends Comparable<T>>
註意，extends叫做上界，此代碼代表的意思為T這個泛型類會擦除到實現瞭Comparable接口的地方，換句話說，這個T類型一定是實現瞭Comparable接口的
同理：這個代碼public class MyArrayList<E extends Number> { ... }代表E為Number的子類或Number本身
下面讓我們來用一下：
Algorithm<Integer> algorithm1 = new Algorithm<>();
Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
Integer ret = algorithm1.findMax(integers);
System.out.println(ret);
運行結果如下：
成功瞭！
2. 優化
經過上面的努力，我們已經寫出瞭一個泛型類來求一個數組的最大值瞭，但是，上面的例子是一個整形數組，那麼我們能不能在數組裡存放別的類型去比較呢？答案是可以的，但是我們還得去new一個對象，例如：Algorithm<String> algorithm2 = new Algorithm<>();這樣很麻煩。但是我們可以將求最大值的方法設置成靜態的class Algorithm2 <T>,因為是靜態的方法，不需要new對象，所以就沒有在new對象時指定泛型的過程瞭，所以沒必要給方法後加尖括號，但是去掉之後，代碼又會被錯：
我們可以這樣修改：
class Algorithm2 {
public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
T max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
max = array[i];
}
}
return max;
}
}
此方法public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array){}叫做泛型方法
下面繼續帶大傢來用一下：
public static void main(String[] args) {
Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
//會根據形參的類型推導出整個泛型的類型參數
Integer ret = Algorithm2.findMax(integers);
System.out.println(ret);
Integer ret2 = Algorithm2.<Integer>findMax(integers);
System.out.println(ret2);
}
註意，ret1寫法和ret2寫法是一樣的，都可以
打印結果如下：
五. 通配符
1. 基本寫法
通配符也是泛型的一種，下面我們來寫一個泛型方法來打印集合中的元素
class Test {
public static<T> void print(ArrayList<T> list) {
for (T t : list) {
System.out.println(t);
}
}
這個寫法很簡單，上文都講過瞭，那麼讓我們來試著用一下吧：
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
Test.print(list);
}
打印的結果如下：
除瞭以上這種寫法，我們還可以將其改成通配符的寫法，先給大傢上代碼：
//？代表通配符 擦除機制 Object
public static void print2(ArrayList<?> list) {
for (Object t : list) {
System.out.println(t);
}
}
}
此處for (Object t : list)必須這樣寫，因為通配符也是有擦除機制的，會在編譯器編程Object類型。
2. 上界
語法：<? extends 上界>
示例：
public static void printAll(MyArrayList<? extends Number> list) {
...
}
代表可以傳入類型實參是 Number 子類的任意類型的 MyArrayList
所以以下調用都是正確的：
printAll(new MyArrayList<Integer>()); printAll(new MyArrayList<Double>()); printAll(new MyArrayList<Number>());
以下調用都是錯誤的：
printAll(new MyArrayList<String>()); printAll(new MyArrayList<Object>());
3. 下界
下界和上界的用法很類似
語法：<? super 下界>
示例：
public static void printAll(MyArrayList<? super Integer> list) {
...
}
代表可以傳入類型實參是 Integer 父類的任意類型的 MyArrayList
所以以下調用是正確的：
printAll(new MyArrayList<Integer>()); printAll(new MyArrayList<Number>()); printAll(new MyArrayList<Object>());
以下調用是錯誤的：
printAll(new MyArrayList<String>()); printAll(new MyArrayList<Double>());
六. 泛型的限制
學習完後，我們應該註意泛型使用過程中以下一些限制：
泛型類型參數不支持基本數據類型
無法實例化泛型類型的對象
無法使用泛型類型聲明靜態的屬性
無法使用 instanceof 判斷帶類型參數的泛型類型（因為被擦除機制擦除瞭）
無法創建泛型類數組
無法 create、catch、throw 一個泛型類異常（異常不支持泛型）
泛型類型不是形參一部分，無法重載
好啦，本次泛型知識點的分享就先告一段落瞭，整理不易，但如果能幫到大傢很開心瞭。也希望大傢多理解理解，不論是剛開始學習還是復習，都值得仔細揣摩哦！一起加油吧！
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