14. Java 泛型

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对于 Java 5 之前程序员而言，使用集合经常会面临一个很尴尬的问题：放入一个种特定类型，但是取出时候全部是 Object 类型，于是在具体使用时候需要将元素强转换为特定类型。但是强制类型转换是有风险的，如果不进行判断就臆断进行类型转换会发生 ClassCastException 异常。

泛型的引入可以将这些运行时异常提前到编译期暴露出来，这增强了类型安全检查。Java 5 之后提供泛型（Generics）支持，使用泛型可以最大限度地重用代码、保护类型的安全以及提高性能。泛型特性对 Java 影响最大是集合框架的使用。

自定义泛型类

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public class Queue<T> {

    // 声明保存队列元素集合 items
    private List<T> items;

    // 构造方法初始化是集合 items
    public Queue() {
        this.items = new ArrayList<T>();
    }

    /**
     * 入队方法
     * @param item 参数需要入队的元素
     */
    public void queue(T item) {
        this.items.add(item);
    }

    /**
     * 出队方法
     * @return 返回出队元素
     */
    public T dequeue(){
        if (items.isEmpty()) {
            return null;
        } else {
            return this.items.remove(0);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return items.toString();
    }

}

T 是什么呢？T 表示类型参数，泛型就是类型参数化，处理的数据类型不是固定的，而是可以作为参数传入。

泛型的好处既然只使用普通类和 Object 就可以，而且泛型最后也转换为了普通类，那为什么还要用泛型呢？或者说，泛型到底有什么好处呢？泛型主要有两个好处：

  1. 更好的安全性。
  2. 更好的可读性。

语言和程序设计的一个重要目标是将 bug 尽量消灭在摇篮里，能消灭在写代码的时候，就不要等到代码写完程序运行的时候。只使用 Object，代码写错的时候，开发环境和编译器不能帮我们发现问题。

自定义泛型接口

自定义泛型接口与自定义泛型类类似，定义的方式完全一样。

泛型方法

在方法中也可以使用泛型，即方法的参数类型或返回值类型，可以用类型参数表示。实现代码如下：

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// 限定类型参数为 Number
public static <T> boolean isEquals(T a, T b) {
    return a.equals(b);
}

另外，泛型的类型参数也可以限定一个边界，例如比较方法 isEquals() 只想用于数值对象大小的比较，实现代码如下：

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// 限定类型参数为 Number
public static <T extends Number> boolean isEquals(T a, T b) {
    return a.equals(b);
}

泛型通配符

泛型方法到底应该用通配符的形式(?)还是加类型参数。两者到底有什么关系？

1）通配符形式都可以用类型参数的形式来替代，通配符能做的，用类型参数都能做。
2）通配符形式可以减少类型参数，形式上往往更为简单，可读性也更好，所以，能用通配符的就用通配符。
3）如果类型参数之间有依赖关系，或者返回值依赖类型参数，或者需要写操作，则只能用类型参数。
4）通配符形式和类型参数往往配合使用，比如，上面的 copy 方法，定义必要的类型参数，使用通配符表达依赖，并接受更广泛的数据类型。