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java泛型
鎖定
- 中文名
- Java泛型
- 外文名
- Java generics
- 軟件語言
- Java
- 適用版本
- Java SE 1.5以上
- 特 點
- 運行效率高等
- 所屬領域
- 計算機科學技術
java泛型提出背景
Java集合（Collection）中元素的類型是多種多樣的。例如，有些集合中的元素是Byte類型的，而有些則可能是String類型的，等等。Java允許程序員構建一個元素類型為Object的Collection，其中的元素可以是任何類型在Java SE 1.5之前，沒有泛型（Generics）的情況下，通過對類型Object的引用來實現參數的“任意化”，“任意化”帶來的缺點是要作顯式的強制類型轉換，而這種轉換是要求開發者對實際參數類型可以在預知的情況下進行的。對於強制類型轉換錯誤的情況，編譯器可能不提示錯誤，在運行的時候才出現異常，這是一個安全隱患。因此，為了解決這一問題，J2SE 1.5引入泛型也是自然而然的了。
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java泛型發展概況
Sun JDK的泛型發展要從1.3版本説起，他配合GJ，正式進入泛型殿堂。GJ是“Generic Java”的縮寫，是一個支援泛型的Java編譯器補充件，是Java泛型技術的先驅。隨後，泛型議題正式成為JSR#14，其技術基礎便是源自GJ。JDK1.4搭配JSR14提供的外掛附件，使泛型技術在Java世界成為眾所矚目的焦點。
2004年夏天，Sun公司發佈了Java編程語言的重大修改版。該版本代號取名為“Tiger”，官方名稱為JDK1.5。JDK1.5相對於JDK1.3至JDK 1.4之間變化幅度大很多，它將在運行時性能（runtime performance）、可擴縮性（scalability）、易管理性（manageability）和監控（monitoring）方面有較大加強；此外，還增加了許多激動人心的新的語言特性。泛型就是其中之一。JDK 1.5內建泛型特徵，不僅編譯器不再需要任何外力（外掛附件）的幫助，整個Java標準程式庫也被翻新，許多角落針對泛型做了改寫。
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java泛型作用
第一是泛化。可以用T代表任意類型Java語言中引入泛型是一個較大的功能增強不僅語言、類型系統和編譯器有了較大的變化，以支持泛型，而且類庫也進行了大翻修，所以許多重要的類，比如集合框架，都已經成為泛型化的了，這帶來了很多好處。
第二是類型安全。泛型的一個主要目標就是提高Java程序的類型安全，使用泛型可以使編譯器知道變量的類型限制，進而可以在更高程度上驗證類型假設。如果不用泛型，則必須使用強制類型轉換，而強制類型轉換不安全，在運行期可能發生ClassCast Exception異常，如果使用泛型，則會在編譯期就能發現該錯誤。
第三是消除強制類型轉換。泛型可以消除源代碼中的許多強制類型轉換，這樣可以使代碼更加可讀，並減少出錯的機會。
第四是向後兼容。支持泛型的Java編譯器（例如JDK1.5中的Javac）可以用來編譯經過泛型擴充的Java程序（Generics Java程序），但是現有的沒有使用泛型擴充的Java程序仍然可以用這些編譯器來編譯。
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java泛型泛型使用
1、泛型類和泛型接口
如果定義的一個類或接口有一個或多個類型變量，則可以使用泛型。泛型類型變量由尖括號界定，放在類或接口名的後面，下面定義尖括號中的T稱為類型變量。意味着一個變量將被一個類型替代替代類型變量的值將被當作參數或返回類型。對於List接口來説，當一個實例被創建以後，T將被當作一個函數的參數下面分別是泛型類、泛型接口的定義：
public class Gen<T>{/泛型類
……
}
public interface List<T> extends Collection<T>{//泛型接口
……
}
2、泛型方法
是否擁有泛型方法，與其所在的類是否泛型無關。
要定義泛型方法，只需將泛型參數列表置於返回值前。
如：
public class ExampleA{
public<> voidf（Tx）{
System.out.println（x.getClass（）.get Name（））；
}
publiec static void main（String args[ ]）{
ExampleA ea= new ExampleA（）；
ea-f（""）；
ea.f（10）；
ea.f（a）；
ea.f（ea）；
}
}
使用泛型方法時，不必指明參數類型，編譯器會自己找出具體的類型。泛型方法除了定義不同，調用就像普通方法一樣。需要注意，一個static方法，無法訪問泛型類的類型參數，所以，若要static方法需要使用泛型能力，必須使其成為泛型方法。
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java泛型優點
Java語言中引入泛型是一個較大的功能增強。不僅語言、類型系統和編譯器有了較大的變化，以支持泛型，而且類庫也進行了很大的改動，許多重要的類，比如集合框架，都已經成為泛型化的了。這帶來了很多好處：
1、類型安全
泛型的主要目標是提高Java程序的類型安全。通過知道使用泛型定義的變量的類型限制，編譯器可以在非常高的層次上驗證類型假設。沒有泛型，這些假設就只存在於系統開發人員的頭腦中。
通過在變量聲明中捕獲這一附加的類型信息，泛型允許編譯器實施這些附加的類型約束。類型錯誤就可以在編譯時被捕獲了，而不是在運行時當作ClassCastException展示出來。將類型檢查從運行時挪到編譯時有助於Java開發人員更早、更容易地找到錯誤，並可提高程序的可靠性。
2、消除強制類型轉換
泛型的一個附帶好處是，消除源代碼中的許多強制類型轉換。這使得代碼更加可讀，並且減少了出錯機會。儘管減少強制類型轉換可以提高使用泛型類的代碼的累贊程度，但是聲明泛型變量時卻會帶來相應的累贊程度。在簡單的程序中使用一次泛型變量不會降低代碼累贊程度。但是對於多次使用泛型變量的大型程序來説，則可以累積起來降低累贊程度。所以泛型消除了強制類型轉換之後，會使得代碼加清晰和筒潔。
3、更高的運行效率
在非泛型編程中，將筒單類型作為Object傳遞時會引起Boxing（裝箱）和Unboxing（拆箱）操作，這兩個過程都是具有很大開銷的。引入泛型後，就不必進行Boxing和Unboxing操作了，所以運行效率相對較高，特別在對集合操作非常頻繁的系統中，這個特點帶來的性能提升更加明顯。
4、潛在的性能收益
泛型為較大的優化帶來可能。在泛型的初始實現中，編譯器將強制類型轉換（沒有泛型的話，Java系統開發人員會指定這些強制類型轉換）插入生成的字節碼中。但是更多類型信息可用於編譯器這一事實，為未來版本的JVM的優化帶來可能。
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java泛型使用注意事項
使用Java泛型應該注意如下幾點：
①在定義一個泛型類時，在“<>”之間定義形式類型參數，例如：“class TestGen<K,V>”，其中“K”，“V”不代表值，而是表示類型。
②實例化泛型對象時，一定要在類名後面指定類型參數的值（類型），一共要有兩次書寫。
③泛型中<Kextends ObjecD，extends>並不代表繼承，它是類型範圍限制。
④使用泛型時，泛型類型必須為引用數據類型，不能為基本數據類型，Java中的普通方法，構造方法，靜態方法中都可以使用泛型，方法使用泛型之前必須先對泛型進行聲明，可以使用任意字母，一般都要大寫。
⑤不可以用一個本地類型（如int float）來替換泛型。
⑥運行時類型檢查，不同類型的泛型類是等價的（Pair與Pair是屬於同一個類型Pair），這一點要特別注意，即如果obj instance of Pai == true的話，並不代表objget First()的返回值是一個String類型。
⑦泛型類不可以繼承Exception類，即泛型類不可以作為異常被拋出。
⑧不可以定義泛型數組。
⑨不可以用泛型構造對象，即：first = new T()；是錯誤的。
⑩在static方法中不可以使用泛型，泛型變量也不可以用static關鍵字來修飾
⑪不要在泛型類中定義equals（Tx）這類方法，因為Object類中也有equals方法，當泛型類被擦除後，這兩個方法會衝突。
⑫根據同一個泛型類衍生出來的多個類之間沒有任何關係，不可以互相賦值。
- 參考資料
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- 1. 林帥, 林雄. Java泛型研究[J]. 電腦開發與應用, 2012, (3):63-65，68. ．超星[引用日期2019-09-07]
- 2. 塗文婕. 用Java泛型實現設計模式[D].武漢工程大學,2006 ．知網[引用日期2019-09-07]
- 3. 伍德鵬. Java泛型應用研究[J]. 電腦知識與技術, 2008, (22):690-692 ．超星[引用日期2019-09-07]
