泛型是Java 5引入的机制, 允许编写不关心具体类型的类或方法. 泛型最著名的应用是Collection
框架.
泛型类List
在定义时并不关心元素类型, 只有在实例化时才获得具体的元素类型.
声明泛型需要使用<>
声明类型参数, 如<T>
, <T1, T2>
. 下面的示例中声明了一个Holder
类, 它的item域可以存储任意类型的引用.
在Java 7之前必须在创建实例时指定类型参数:
Java 7提供了类型推断功能, 可以根据声明推断实例的类型参数:
或者在return
时推断类型:
示例中的Holder
类没有对类型参数T做任何限制, T可以实例化为任意类型. Java允许我们限制对其进行限制.
比较常用的是extends
限定, 因为子类必然定义了父类的方法(和域), 因此我们可以安全地访问父类声明的方法(和域).
下面的示例中访问item.length()
是安全的, 因为T
的基类String
定义了该方法.
Java也允许只为方法而非整个类声明类型参数:
在上文示例中, 我们总是在实例化泛型类时指定具体的类代替类型参数, 比如Holder<String>
使用String
代替类型参数T
.
类型通配符允许在实例化泛型类时不指定具体类:
上述示例初始化了一个没有类型限制的Holder
实例. 无任何限制的类型通配符可以被省略:
除非因为绝对必要的原因, 否则不建议使用无限制的类型通配符. 类型通配符同样可以使用extends
和super
进行范围限定.
上述示例中, holder
的set
方法不能正常编译. 类型通配符通常用于声明方法的参数类型:
java的泛型采用运行时类型擦除的方式实现泛型, 也就是说类型参数仅存在于编译期, 运行时虚拟机并不知道泛型参数的存在.
上文示例输出true
, 说明了运行期无法访问类型参数. 泛型是通过编译时添加了类型检查和自动转型的字节码来实现的.
数组也受到了类型擦除影响:
上面的代码是可以正常运行的, 但是Java禁止直接创建泛型数组:
禁止创建泛型数组的原因可以在Java Language Specification
中窥见端倪:
在10.6 数组初始化中提到
看一下reifiable(物化)的定义:
因为类型擦除的原因, java.util.ArrayList
采用了Object[]
来存储元素.