这篇文章主要介绍“什么是Java的泛型”，在日常操作中，相信很多人在什么是Java的泛型问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”什么是Java的泛型”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！
最近技术交流群里，有朋友问：Object和泛型T有啥区别。回答完问题，不禁在想，面试在即，还有那么多朋友不了泛型?是时候给大家整理一篇泛型相关的文章了，一篇文章全面搞定泛型，让大家再也不愁面试或实践中泛型相关的问题了。
什么是泛型
泛型是在JDK 5时就引入的新特性，也就是“参数化类型”，通俗来讲就是将原来的具体类型通过参数化来定义，使用或调用时再传入具体的类型(类型实参)。
泛型的本质是为了参数化类型(在不创建新类型的前提下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体的类型)。在泛型使用过程中，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、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
为什么使用泛型
未使用泛型时，可以通过Object来实现参数的“任意化”，但这样做的缺点就是需要显式的强制类型转换，这就需要开发者知道实际的类型。
而强制类型转换是会出现错误的，比如Object将实际类型为String，强转成Integer。编译期是不会提示错误的，而在运行时就会抛出异常，很明显的安全隐患。
Java通过引入泛型机制，将上述的隐患提前到编译期进行检查，开发人员既可明确的知道实际类型，又可以通过编译期的检查提示错误，从而提升代码的安全性和健壮性。
使用泛型前后的对比
拿一个经典的例子来演示一下未使用泛型会出现的问题。
List list = new ArrayList(); list.add(1); list.add("zhuan2quan"); list.add("程序新视界"); for (int i = 0; i < list.size(); i++) { String value = (String) list.get(i); System.out.println("value=" + value); }上述代码在编译器并不会报任何错误，但当执行时会抛出如下异常：
java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
那么，是否可以在编译器就解决这个问题，而不是在运行期抛出异常呢?泛型应运而生。上述代码通过泛型来写之后，变成如下形式：
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add(1); list.add("zhuan2quan"); list.add("程序新视界"); for (String value : list) { System.out.println("value=" + value); }可以看出，代码变得更加清爽简单，而且list.add(1)这行代码在IDE中直接会提示错误信息：
Required type: String Provided: int
提示错误信息便是泛型对向List中添加的数据产生了约束，只能是String类型。
泛型中通配符
在使用泛型时经常会看到T、E、K、V这些通配符，它们代表着什么含义呢?
本质上它们都是通配符，并没有什么区别，换成A-Z之间的任何字母都可以。不过在开发者之间倒是有些不成文的约定：
T (type) 表示具体的一个java类型;
K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value;
E (element) 代表Element;
为什么Java的泛型是假泛型
为了做到向下兼容，Java中的泛型仅仅是一个语法糖，并不是C++那样的真泛型。
还是上面的例子，在直接向泛型为String的List中添加int类型会提示错误：
List<String> list = new ArrayList<>(); list.add(1);
针对上述代码，我们采用反射间接地调用add方法：
@Test public void test3() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(1); Method add = list.getClass().getMethod("add", Object.class); add.invoke(list,"程序新视界"); System.out.println(list); System.out.println(list.get(1)); }执行上述代码，我们发现程序并没有抛出异常，正常打印出入：
[1, 程序新视界] 程序新视界
原本只能装入Integer的List，成功装入了一个String类型的值。由此可见，所谓的泛型确实是假泛型。
同时，我们还可以通过字节码来证明。拿上面使用了泛型的实例代码，通过javap -c命令来看看字节码：
Code: 0: new #2 // class java/util/ArrayList 3: dup 4: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V 7: astore_1 8: aload_1 9: ldc #6 // String zhuan2quan 11: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z 16: pop 17: aload_1 18: ldc #7 // String 程序新视界 20: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z 25: pop 26: aload_1 27: invokeinterface #18, 1 // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator; 32: astore_2 33: aload_2 34: invokeinterface #19, 1 // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z 39: ifeq 80
从字节码中可以看出，List.add方法本质上就是一个Object。再次证明，Java的泛型仅仅在编译期有效，在运行期则会被擦除，也就是说所有的泛型参数类型在编译后都会被清除掉。这就是我们经常说的类型擦除。
因此，也可以说：泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型，实际上都是相同的基本类型。
泛型的定义与使用
泛型有三类，分别为：泛型类、泛型接口、泛型方法。
在学习这三种类型的泛型使用场景之前，我们需要明确一个基本准则，那就是泛型的声明通常都是通过<>配合大写字母来定义的，比如
泛型类
泛型类的语法形式：
class name<T1, T2, ..., Tn> { /* ... */ }泛型类的声明和非泛型类的声明类似，只是在类名后面添加了类型参数声明部分。由尖括号(<>)分隔的类型参数部分跟在类名后面。它指定类型参数(也称为类型变量)T1，T2，...和 Tn。一般将泛型中的类名称为原型，而将<>指定的参数称为类型参数。
使用示例：
// T为任意标识，比如用T、E、K、V等表示泛型 public class Foo<T> { // 泛化的成员变量，T的类型由外部指定 private T info; // 构造方法类型为T，T的类型由外部指定 public Foo(T info){ this.info = info; } // 方法返回值类型为T，T的类型由外部指定 public T getInfo() { return info; } public static void main(String[] args) { // 实例化泛型类时，必须指定T的具体类型，这里为String。 // 传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同，这里为String。 Foo<String> foo = new Foo<>("程序新视界"); System.out.println(foo.getInfo()); } }当然，上述示例中在使用泛型类时也可以不指定实际类型，语法上支持，那么此时与未定义泛型一样，不推荐这种方式。
Foo foo11 = new Foo(1);
比如上述写法，也是可行的，但时区了定义泛型的意义了。
泛型接口
泛型接口的声明与泛型类一致，泛型接口语法形式：
public interface Context<T> { T getContext(); }泛型接口有两种实现方式：子类明确声明泛型类型和子类不明确声明泛型类型。
先看子类明确声明泛型类型的示例：
// 实现泛型接口时已传入实参类型，则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型 public class TomcatContext implements Context<String> { @Override public String getContext() { return "Tomcat"; } }子类不明确声明泛型类型：
// 未传入泛型实参时，与泛型类的定义相同，在声明类的时候，需将泛型的声明也一起加到类中 public class SpringContext<T> implements Context<T>{ @Override public T getContext() { return null; } }当然，还有一种情况，就是我们把定义为泛型的类像前面讲的一样当做普通类使用。
上面的示例中泛型参数都是一个，当然也可以指定两个或多个：
public interface GenericInterfaceSeveralTypes< T, R > { R performAction( final T action ); }多个泛型参数可以用逗号(,)进行分割。
泛型方法
泛型类是在实例化类时指明泛型的具体类型;泛型方法是在调用方法时指明泛型的具体类型。泛型方法可以是普通方法、静态方法、抽象方法、final修饰的方法以及构造方法。
泛型方法语法形式如下：
public <T> T func(T obj) {}尖括号内为类型参数列表，位于方法返回值T或void关键字之前。尖括号内定义的T，可以用在方法的任何地方，比如参数、方法内和返回值。
protected abstract<T, R> R performAction( final T action ); static<T, R> R performActionOn( final Collection< T > action ) { final R result = ...; // Implementation here return result; }上述实例中可以看出泛型方法同样可以定义多个泛型类型。
再看一个示例代码：
public class GenericsMethodDemo1 { //1、public与返回值中间<T>，声明此方法的泛型类型。 //2、只有声明了<T>的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。 //3、<T>表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。 //4、T可以为任意标识，如T、E、K、V等。 public static <T> T printClass(T obj) { System.out.println(obj); return obj; } public static void main(String[] args) { printClass("abc"); printClass(123); } }需要注意的是，泛型方法与类是否是泛型无关。另外，静态方法无法访问类上定义的泛型;如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。
上述示例中如果GenericsMethodDemo1定义为GenericsMethodDemo1
泛型方法与普通方法区别
下面，我们对比一下泛型方法和非泛型方法的区别：
// 方法一 public T getKey(){ return key; } // 方法二 public <T> T showKeyName(T t){ return t; }其中方法一虽然使用了T这个泛型声明，但它用的是泛型类中定义的变量，因此这个方法并不是泛型方法。而像方法二中通过两个尖括号声明了T，这个才是真正的泛型方法。
对于方法二，还有一种情况，那就是类中也声明了T，那么该方法参数的T指的只是此方法的T，而并不是类的T。
泛型方法与可变参数
@SafeVarargs public final <T> void print(T... args){ for(T t : args){ System.out.println("t=" + t); } } public static void main(String[] args) { GenericDemo2 demo2 = new GenericDemo2(); demo2.print("abc",123); }print方法打印出可变参数args中的结果，而且可变参数可以传递不同的具体类型。
打印结果：
t=abc t=123
关于泛型方法总结一下就是：如果能使用泛型方法尽量使用泛型方法，这样能将泛型所需到最需要的范围内。如果使用泛型类，则整个类都进行了泛化处理。
泛型通配符
类型通配符一般是使用?代替具体的类型实参(此处是类型实参，而不是类型形参)。当操作类型时不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能，那么可以用?通配符来表未知类型。例如List在逻辑上是List
/** * 在使用List<Number>作为形参的方法中，不能使用List<Ingeter>的实例传入， * 也就是说不能把List<Integer>看作为List<Number>的子类； */ public static void getNumberData(List<Number> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); } /** * 在使用List<String>作为形参的方法中，不能使用List<Number>的实例传入; */ public static void getStringData(List<String> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); } /** * 使用类型通配符可以表示同时是List<Integer>和List<Number>、List<String>的引用类型。 * 类型通配符一般是使用?代替具体的类型实参，注意此处是类型实参； * 和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型，可以把？看成所有类型的父类。 */ public static void getData(List<?> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); }上述三个方法中，getNumberData只能传递List
上述这种类型的通配符也称作无界通配符，有两种应用场景：
可以使用Object类中提供的功能来实现的方法。
使用不依赖于类型参数的泛型类中的方法。
在getData中使用了?作为通配符，但在某些场景下，需要对泛型类型实参进行上下边界的限制。如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。
/** * 类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。 */ public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); }通过extends限制了通配符的上边界，也就是只接受Number及其子类类型。接口的实现和类的集成都可以通过extends来表示。
而这里的Number也可以替换为T，表示该通配符所代表的类型是T类型的子类。
public static void getData(List<? extends T> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); }与上界通配符示对照也有下界通配符：
public static void getData(List<? super Integer> data) { System.out.println("data :" + data.get(0)); }下界通配符表示该通配符所代表的类型是T类型的父类。
泛型的限制
原始类型(比如：int,long,byte等)无法用于泛型，在使用的过程中需要通过它们的包装类(比如：Integer, Long, Byte等)来替代。
final List< Long > longs = new ArrayList<>(); final Set< Integer > integers = new HashSet<>();
当然，在使用的过程中会涉及到自动拆箱和自动装箱的操作：
final List< Long > longs = new ArrayList<>(); longs.add( 0L ); // 'long' 包装为 'Long' long value = longs.get( 0 ); // 'Long'解包'long'
泛型的类型推断
当引入泛型之后，每处用到泛型的地方都需要开发人员加入对应的泛型类型，比如：
final Map<String, Collection<String>> map = new HashMap<String, Collection<String>>(); for(final Map.Entry< String, Collection<String> > entry: map.entrySet()) { }为了解决上述问题，在Java7中引入了运算符<>，编译器可以推断出该运算符所代表的原始类型。
因此，Java7及以后，泛型对象的创建变为如下形式：
final Map< String, Collection<String>> map = new HashMap<>();
到此，关于“什么是Java的泛型”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注亿速云网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！
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