泛型详解 高级进阶

前言：被温水煮惯了，梦想的东西总是不敢于尝试，失败了又怎样，最多从头来过。

相关文章：

1、《夯实JAVA基本之一 —— 泛型详解(1):基本使用》
2、《夯实JAVA基本之一——泛型详解(2)：高级进阶》
3、《夯实JAVA基本之二 —— 反射（1）：基本类周边信息获取》
4、《夯实JAVA基本之二 —— 反射（2）：泛型相关周边信息获取》
5、《夯实JAVA基本之二 —— 反射（3）：类内部信息获取》

上一篇给大家初步讲解了泛型变量的各种应用环境，这篇将更深入的讲解一下有关类型绑定，通配符方面的知识。

一、类型绑定

1、引入

我们重新看上篇写的一个泛型：

class Point<t> {  
    private T x;       // 表示X坐标  
    private T y;       // 表示Y坐标  
  
    public void setX(T x) {  
        this.x = x;  
    }  
  
    public void setY(T y) {  
        this.y = y;  
    }  
  
    public T getX() {  
        return this.x;  
    }  
  
    public T getY() {  
        return this.y;  
    }  
}  
  
//使用  
Point<integer> p1 = new Point<integer>();  
p1.setX(new Integer(100));  
System.out.println(p1.getX());</integer></integer></t>

首先，我们要知道一点，任何的泛型变量（比如这里的T）都是派生自Object，所以我们在填充泛型变量时，只能使用派生自Object的类，比如String,Integer,Double，等而不能使用原始的变量类型，比如int,double,float等。然后，问题来了，那在泛型类Point内部，利用泛型定义的变量T x能调用哪些函数呢？

private T x; 

当然只能调用Object所具有的函数，因为编译器根本不知道T具体是什么类型，只有在运行时，用户给什么类型，他才知道是什么类型。编译器唯一能确定的是，无论什么类型，都是派生自Object的，所以T肯定是Object的子类，所以T是可以调用Object的方法的。那么问题又来了，如果我想写一个找到最小值的泛型类；由于不知道用户会传什么类型，所以要写一个接口,让用户实现这个接口来自已对比他所传递的类型的大小。接口如下：

public interface Comparable<t>{  
    public boolean compareTo(T i);  
}  
</t>

但如果我们直接利用T的实例来调用compareTo（）函数的话，会报错，编译器截图如下：

这是因为，编译器根本无法得知T是继承自Comparable接口的函数。那怎么样才能让编译器知道，T是继承了Comparable接口的类型呢？这就是类型绑定的作用了。

2、类型绑定：extends

（1）、定义有时候，你会希望泛型类型只能是某一部分类型，比如操作数据的时候，你会希望是Number或其子类类型。这个想法其实就是给泛型参数添加一个界限。其定义形式为：

<t extends="" boundingtype="">  </t>

此定义表示T应该是BoundingType的子类型（subtype）。T和BoundingType可以是类，也可以是接口。另外注意的是，此处的”extends“表示的子类型，不等同于继承。一定要非常注意的是，这里的extends不是类继承里的那个extends！两个根本没有任何关联。在这里extends后的BoundingType可以是类，也可以是接口，意思是说，T是在BoundingType基础上创建的，具有BoundingType的功能。目测是JAVA的开发人员不想再引入一个关键字，所以用已有的extends来代替而已。

（2）、实例：绑定接口

同样，我们还使用上面对比大小的接口来做例子首先，看加上extends限定后的min函数：

public interface Comparable<t> {  
    public boolean compareTo(T i);  
}  
//添加上extends Comparable之后，就可以Comparable里的函数了  
public static <t extends="" comparable="">  T min(T...a){  
    T smallest = a[0];  
    for(T item:a){  
        if (smallest.compareTo(item)){  
            smallest = item;  
        }  
    }  
    return smallest;  
}  </t></t>

这段代码的意思就是根据传进去的T类型数组a，然后调用其中item的compareTo()函数，跟每一项做对比，最终找到最小值。从这段代码也可以看出，类型绑定有两个作用：1、对填充的泛型加以限定 2、使用泛型变量T时，可以使用BoundingType内部的函数。这里有一点非常要注意的是，在这句中smallest.compareTo(item)，smallest和item全部都是T类型的，也就是说，compareTo对比的是同一种类型。然后我们实现一个派生自Comparable接口的类：

public class StringCompare implements Comparable<stringcompare> {  
    private String mStr;  
  
    public StringCompare(String string){  
        this.mStr = string;  
    }  
  
    @Override  
    public  boolean compareTo(StringCompare str) {  
        if (mStr.length() > str.mStr.length()){  
            return true;  
        }  
        return false;  
    }  
}  </stringcompare>

在这段代码，大家可能会疑惑为什么把T也填充为StringCompare类型，记得我们上面说的吗：smallest.compareTo(item)，smallest和item是同一类型！！所以compareTo的参数必须是与调用者自身是同一类型，所以要把T填充为StringCompare；在这段代码中compareTo的实现为，对比当前mstr的长度与传进来实例的mstr长度进行比较，如果超过，则返回true,否则返回false;最后是使用min函数：

StringCompare result = min(new  StringCompare("123"),new StringCompare("234"),new StringCompare("59897"));  
Log.d(TAG,"min:"+result.mStr);  

结果如下：

这里有extends接口，我们开篇说过，extends表示绑定，后面的BindingType即可以是接口，也可以是类，下面我们就再举个绑定类的例子。

源码在文章底部给出

（3）、实例：绑定类我们假设，我们有很多种类的水果，需要写一个函数，打印出填充进去水果的名字：为此，我们先建一个基类来设置和提取名字：

class Fruit {  
    private String name;  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
}  

然后写个泛型函数来提取名字：

public static <t extends="" fruit=""> String getFruitName(T t){  
    return t.getName();  
}  
</t>

这里泛型函数的用法就出来了，由于我们已知水果都会继承Fruit基类，所以我们利用就可以限定填充的变量必须派生自Fruit的子类。一来，在T中，我们就可以利用Fruit类中方法和函数；二来，如果用户填充进去的类没有派生自Fruit，那编译器就会报错。然后，我们新建两个类，派生自Fruit，并填充进去它们自己的名字:

class Banana extends Fruit{  
    public Banana(){  
        setName("bababa");  
    }  
}  
class Apple extends Fruit{  
    public Apple(){  
        setName("apple");  
    }  
}  

最后调用：

String name_1 = getFruitName(new Banana());  
String name_2 = getFruitName(new Apple());  
Log.d(TAG,name_1);  
Log.d(TAG,name_2); 

结果如下：

源码在文章底部给出

（4）、绑定多个限定上面我们讲了，有关绑定限定的用法，其实我们可以同时绑定多个绑定,用&连接，比如：

public static <t extends="" fruit&serializable=""> String getFruitName(T t){  
    return t.getName();  
}  </t>

再加深下难度，如果我们有多个泛型，每个泛型都带绑定，那应该是什么样子的呢：

public static <t extends="" comparable="" &="" serializable,="" u="" runnable=""> T foo(T a, U b){  
    …………  
}  
</t>

大家应该看得懂，稍微讲一下：这里有两个泛型变量T和U,将T与Comparable & Serializable绑定，将U与Runnable绑定。好了，这部分就讲完了，下面讲讲有关通配符的用法。通配符是一个非常令人头疼的一个功能，理解与掌握难度比较大，下面我尽力去讲明白它与泛型变量的区别与用法。
重新来看我们上篇用的Point泛型定义：

class Point<t> {  
    private T x;        
    private T y;        
      
    public Point(){  
          
    }  
    public Point(T x,T y){  
        this.x = x;  
        this.y = y;  
    }  
  
    public void setX(T x) {  
        this.x = x;  
    }  
  
    public void setY(T y) {  
        this.y = y;  
    }  
  
    public T getX() {  
        return this.x;  
    }  
  
    public T getY() {  
        return this.y;  
    }  
}  </t>

这段代码很简单，引入了一个泛型变量T，然后是有两个构造函数，最后分别是利用set和get方法来设置和获取x,y的值。这段代码没什么难度，不再细讲。我们看看下面这段使用的代码：

Point<integer> integerPoint = new Point<integer>(3,3);  
…………  
Point<float> floatPoint = new Point<float>(4.3f,4.3f);  
…………  
Point<double> doublePoint = new Point<double>(4.3d,4.90d);  
…………  
Point<long> longPoint = new Point<long>(12l,23l);  
…………  </long></long></double></double></float></float></integer></integer>

在这段代码中，我们使用Point生成了四个实例:integerPoint,floatPoint,doublePoint和longPoint；在这里，我们生成四个实例，就得想四个名字。如果我们想生成十个不同类型的实例呢？那不得想十个名字。光想名字就是个事，（其实我并不觉得想名字是个什么大事…… T _ T ，没办法，想不出更好的例子了…… ）那有没有一种办法，生成一个变量，可以将不同类型的实例赋值给他呢？（1）、概述先不讲无边界通配符是什么，同样拿上面的例子来看，如果我们这样实现：

Point<?> point;  
  
point = new Point<integer>(3,3);  
point = new Point<float>(4.3f,4.3f);  
point = new Point<double>(4.3d,4.90d);  
point = new Point<long>(12l,23l);  </long></double></float></integer>

在这里，我们首先，利用下面的代码生成一个point实例，注意到，在填充泛型时，用的是?

Point<?> point;

然后，各种类型的Point实例，都可以赋值给point了：

point = new Point<integer>(3,3);  
point = new Point<float>(4.3f,4.3f);  
point = new Point<double>(4.3d,4.90d);  
point = new Point<long>(12l,23l);</long></double></float></integer>

这里的?就是无边界通配符。通配符的意义就是它是一个未知的符号，可以是代表任意的类。所以这里可能大家就明白了，这里不光能将泛型变量T填充为数值类型，其实任意Point实例都是可以传给point的：比如这里的Point(),Point()都是可以的

（2）、？与T的区别大家可能会有疑问，那无边界通配符？与泛型变量T有什么区别呢？答案是：他们俩没有任何联系！！！！！泛型变量T不能在代码用于创建变量，只能在类，接口，函数中声明以后，才能使用。比如：

public class Box<t> {  
   public T get(){  
       …………  
   };  
   public void put(T element){  
       …………  
   };  
}  </t>

而无边界通配符？则只能用于填充泛型变量T，表示通配任何类型！！！！再重复一遍：？只能用于填充泛型变量T。它是用来填充T的！！！！只是填充方式的一种！！！比如：

//无边界通配符填充  
Box<?> box;  
//其它类型填充  
Box<string> stringBox;  </string>

（3）、通配符只能用于填充泛型变量T,不能用于定义变量大家一定要记得，通配符的使用位置只有：

Box<?> box;  
box = new Box<string>();  </string>

即填充泛型变量T的位置，不能出现在后面String的位置！！！！下面的第三行，第四行，都是错误的。通配符不能用于定义变量。

再次强调，？只能出现在Box box;中，其它位置都是不对的。

3、通配符？的extends绑定

（1）、概述从上面我们可以知道通配符？可以代表任意类型，但跟泛型一样，如果不加以限定，在后期的使用中编译器可能不会报错。所以我们同样，要对？加以限定。 绑定的形式，同样是通过extends关键字，意义和使用方法都用泛型变量一致。 同样，以我们上面的Point泛型类为例，因为Point在实例意义中，其中的值是数值才有意义，所以将泛型变量T填充为Object类型、String类型等都是不正确的。 所以我们要对Point point加以限定：只有数值类型才能赋值给point； 我们把代码改成下面的方式：

我们给通配符加上限定： Point point;此时，最后两行，当将T填充为String和Object时，赋值给point就会报错！这里虽然是指派生自Number的任意类型，但大家注意到了没： new Point();也是可以成功赋值的，这说明包括边界自身。再重复一遍：无边界通配符只是泛型T的填充方式，给他加上限定，只是限定了赋值给它（比如这里的point）的实例类型。如果想从根本上解决乱填充Point的问题，需要从Point泛型类定义时加上:

class Point<t extends="" number=""> {  
    private T x;       // 表示X坐标  
    private T y;       // 表示Y坐标  
  
   …………  
}  </t>

（2）注意：利用定义的变量，只可取其中的值，不可修改看下面的代码：

明显在point.setX(Integer(122));时报编译错误。但point.getX()却不报错。这是为什么呢？首先，point的类型是由Point决定的，并不会因为point = new Point(3,3);而改变类型。即便point = new Point(3,3);之后，point的类型依然是Point，即派生自Number类的未知类型！！！这一点很好理解，如果在point = new Point(3,3);之后，point就变成了Point类型，那后面point = new Point(12l,23l);操作时，肯定会因为类型不匹配而报编译错误了，正因为，point的类型始终是Point，因此能继续被各种类型实例赋值。回到正题，现在说说为什么不能赋值正因为point的类型为 Point point，那也就是说，填充Point的泛型变量T的为，这是一个什么类型？未知类型！！！怎么可能能用一个未知类型来设置内部值！这完全是不合理的。但取值时，正由于泛型变量T被填充为，所以编译器能确定的是T肯定是Number的子类，编译器就会用Number来填充T

也就是说，编译器，只要能确定通配符类型，就会允许，如果无法确定通配符的类型，就会报错。

4、通配符？的super绑定

(1)、概述如果说 指填充为派生于XXX的任意子类的话，那么则表示填充为任意XXX的父类！我们先写三个类，Employee,Manager,CEO,分别代表工人，管理者，CEO其中Manager派生于Employee,CEO派生于Manager,代码如下：

class CEO extends Manager {  
}  
  
class Manager extends Employee {  
}  
  
class Employee {  
}  

然后，如果我这样生成一个变量：

 List<? super Manager> list;

它表示的意思是将泛型T填充为，即任意Manager的父类；也就是说任意将List中的泛型变量T填充为Manager父类的List变量，都可以赋值给list;

从上面的代码中可以看出new ArrayList()，new ArrayList()都是正确的，而new ArrayList()却报错，当然是因为CEO类已经不再是Manager的父类了。所以会报编译错误。这里还要注意一个地方，从代码中可以看出new ArrayList()是可以成功赋值给 List list的，可见，super关键字也是包括边界的。即边界类型（这里是Manager）组装的实例依然可以成功赋值。

（2）、super通配符实例内容：能存不能取

上面我们讲了，extends通配符，能取不能存，那super通配符情况又怎样呢？我们试试看：

先看存的部分：

List<? super Manager> list;  
list = new ArrayList<employee>();  
//存  
list.add(new Employee()); //编译错误  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());  </employee>

首先，需要声明的是，与Point point中point的类型是由Point确定的，相同的是list的类型是也是由List ；list的item的类型始终是，即Manager类的任意父类，即可能是Employee或者Object.大家可能疑惑的地方在于，为什么下面这两个是正确的！而list.add(new Employee()); 却是错误的！

list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());  

因为list里item的类型是,即Manager的任意父类，我们假如是Employee，那下面这段代码大家能理解了吧：

List<employee> list = new ArrayList<employee>();  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO()); </employee></employee>

在这里，正因为Manager和CEO都是Employee的子类，在传进去list.add()后，会被强制转换为Employee！现在回过头来看这个：

List<? super Manager> list;  
list = new ArrayList<employee>();  
//存  
list.add(new Employee()); //编译错误  
list.add(new Manager());  
list.add(new CEO());</employee>

编译器无法确定的具体类型，但唯一可以确定的是Manager()、CEO()肯定是的子类，所以肯定是可以add进去的。但Employee不一定是的子类，所以不能确定，不能确定的，肯定是不允许的，所以会报编译错误。最后再来看看取：

在这段代码中，Object object = list.get(0);是不报错的，而Employee employee = list.get(0);是报错的；我们知道list中item的类型为，那编译器能肯定的是肯定是Manger的父类；但不能确定，它是Object还是Employee类型。但无论是填充为Object还是Employee，它必然是Object的子类！所以Object object = list.get(0);是不报错的。因为 list.get(0);肯定是Object的子类；而编译器无法判断list.get(0)是不是Employee类型的，所以Employee employee = list.get(0);是报错的。这里虽然看起来是能取的，但取出来一个Object类型，是毫无意义的。所以我们认为super通配符：能存不能取；

5、通配符？总结

总结 ? extends 和 the ? super 通配符的特征，我们可以得出以下结论：

6、常见问题注意

（1）、Point与Point构造泛型实例的区别同样以Point泛型类为例：

class Point<t> {  
    private T x;       // 表示X坐标  
    private T y;       // 表示Y坐标  
  
    public Point(){  
  
    }  
    public Point(T x,T y){  
        this.x = x;  
        this.y = y;  
    }  
  
    public void setX(T x) {  
        this.x = x;  
    }  
  
    public void setY(T y) {  
        this.y = y;  
    }  
  
    public T getX() {  
        return this.x;  
    }  
  
    public T getY() {  
        return this.y;  
    }  
}  </t>

我们来看看下面这种构造Point泛型实例有什么区别：

//使用Point<?>  
Point<?> point1 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  
Point<?> point2 = new Point(new String(""),new String(""));  
//直接使用Point  
Point point3 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  
Point point4 = new Point(new String(""),new String("")); 

上面的四行代码中，point1,point2生成的是Point的实例，填充的是无边界通配符。而point3和point4则非常奇怪，没有了泛型的<>标识，直接使用Point生成的实例，那它填充的是什么呢？这四行代码在编译和运行时，都没有报错，而且输出结果也一样！那么问题就来了:

Point<?> point1 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  
Point<?> point2 = new Point(new String(""),new String(""));  

在上面的代码中，使用了无界通配符，所以能够将各种Point实例赋值给Pointpoint1而省略了泛型标识的构造方法，依然能将各种Point实例赋值给它：

Point point3 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  
Point point4 = new Point(new String(""),new String(""));  

这说明：构造泛型实例时，如果省略了填充类型，则默认填充为无边界通配符！所以下面这两个是对等的：

Point point3 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  
Point<?> point3 = new Point(new Integer(23),new Integer(23));  

最后重复一遍：构造泛型实例时，如果省略了填充类型，则默认填充为无边界通配符！好了，快累死了，这部分真是太难讲了，有关通配符捕获和编译器类型擦除的知识，就不讲了，在实际项目中基本用不到，有兴趣的同学可以自行去补充下。下篇给大家讲下反射。

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参考文章：

1、《 java 泛型编程（一）》
2、《Java泛型--泛型应用--泛型接口、泛型方法、泛型数组、泛型嵌套》
3、《Java泛型编程最全总结》
4、《java 通配符解惑》
5、《《Java编程思想》学习笔记8——泛型编程高级》
6、《步步理解 JAVA 泛型编程(三)》
7、《Java-泛型编程-类型擦除(Type Erasure)》
8、《Java泛型--泛型入门》
9、《Java泛型--通配符》
10、《在 Java 的泛型类型中使用通配符》
11、《Java 理论与实践: 使用通配符简化泛型使用》
12、《Java 泛型学习三 通配符》
13、《Java泛型-- 通配符（转载）》