认识泛型数据



1.什么是泛型？

 泛型（Generictype或者 generics）是对 Java语言的类型系统的一种扩展，以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符，就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。

 可以在集合框架（Collectionframework）中看到泛型的动机。例如，Map类允许您向一个 Map添加任意类的对象，即使最常见的情况是在给定映射（map）中保存某个特定类型（比如 String）的对象。

 因为 Map.get()被定义为返回 Object，所以一般必须将Map.get()的结果强制类型转换为期望的类型，如下面的代码所示：

Map m = new HashMap();

 m.put("key", "blarg");

 String s = (String) m.get("key");

要让程序通过编译，必须将 get()的结果强制类型转换为 String，并且希望结果真的是一个 String。但是有可能某人已经在该映射中保存了不是 String 的东西，这样的话，上面的代码将会抛出 ClassCastException。

 理想情况下，您可能会得出这样一个观点，即 m 是一个 Map，它将 String键映射到 String值。这可以让您消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。

2.泛型的好处

Java语言中引入泛型是一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化，以支持泛型，而且类库也进行了大翻修，所以许多重要的类，比如集合框架，都已经成为泛型化的了。这带来了很多好处：

 类型安全。泛型的主要目标是提高 Java程序的类型安全。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。

Java程序中的一种流行技术是定义这样的集合，即它的元素或键是公共类型的，比如“String列表”或者“String到 String的映射”。通过在变量声明中捕获这一附加的类型信息，泛型允许编译器实施这些附加的类型约束。类型错误现在就可以在编译时被捕获了，而不是在运行时当作 ClassCastException展示出来。将类型检查从运行时挪到编译时有助于您更容易找到错误，并可提高程序的可靠性。

 消除强制类型转换。泛型的一个附带好处是，消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。

 尽管减少强制类型转换可以降低使用泛型类的代码的罗嗦程度，但是声明泛型变量会带来相应的罗嗦。比较下面两个代码例子。

 该代码不使用泛型：

List li = new ArrayList();

 li.put(new Integer(3));

 Integer i = (Integer) li.get(0);

该代码使用泛型：

List<Integer> li = newArrayList<Integer>();

 li.put(new Integer(3));

 Integer i = li.get(0);

在简单的程序中使用一次泛型变量不会降低罗嗦程度。但是对于多次使用泛型变量的大型程序来说，则可以累积起来降低罗嗦程度。

 潜在的性能收益。泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中，编译器将强制类型转换（没有泛型的话，程序员会指定这些强制类型转换）插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实，为未来版本的 JVM的优化带来可能。

 由于泛型的实现方式，支持泛型（几乎）不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成，编译器生成类似于没有泛型（和强制类型转换）时所写的代码，只是更能确保类型安全而已。

3.泛型用法的例子

 泛型的许多最佳例子都来自集合框架，因为泛型让您在保存在集合中的元素上指定类型约束。考虑这个使用 Map 类的例子，其中涉及一定程度的优化，即 Map.get()返回的结果将确实是一个 String：

Map m = new HashMap();

 m.put("key", "blarg");

 String s = (String) m.get("key");

如果有人已经在映射中放置了不是 String的其他东西，上面的代码将会抛出 ClassCastException。泛型允许您表达这样的类型约束，即 m 是一个将 String键映射到 String值的 Map。这可以消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，这个检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。

 下面的代码示例展示了JDK 5.0中集合框架中的 Map接口的定义的一部分：

public interface Map<K, V> {

 public void put(K key, V value);

 public V get(K key);

 }

注意该接口的两个附加物：

 类型参数 K和 V在类级别的规格说明，表示在声明一个 Map类型的变量时指定的类型的占位符。

 在 get()、put()和其他方法的方法签名中使用的 K和 V。

 为了赢得使用泛型的好处，必须在定义或实例化 Map 类型的变量时为 K和 V提供具体的值。以一种相对直观的方式做这件事：

Map<String, String> m = newHashMap<String, String>();

 m.put("key", "blarg");

 String s = m.get("key");

当使用 Map的泛型化版本时，您不再需要将 Map.get()的结果强制类型转换为 String，因为编译器知道 get()将返回一个 String。

 在使用泛型的版本中并没有减少键盘录入；实际上，比使用强制类型转换的版本需要做更多键入。使用泛型只是带来了附加的类型安全。因为编译器知道关于您将放进 Map 中的键和值的类型的更多信息，所以类型检查从执行时挪到了编译时，这会提高可靠性并加快开发速度。

 向后兼容

 在 Java语言中引入泛型的一个重要目标就是维护向后兼容。尽管 JDK 5.0的标准类库中的许多类，比如集合框架，都已经泛型化了，但是使用集合类（比如 HashMap和 ArrayList）的现有代码将继续不加修改地在 JDK 5.0中工作。当然，没有利用泛型的现有代码将不会赢得泛型的类型安全好处。