大白话说Java泛型（一）：入门、原理、使用

远在 JDK 1.4 版本的时候，那时候是没有泛型的概念的。当时 Java 程序员们写集合类的代码都是类似于下面这样：

List list = new ArrayList();
list.add("www.cnblogs.com");
list.add(23);
String name = (String)list.get(0);
Integer number = (Integer)list.get(1);

在代码中声明一个集合，我们可以往集合中放入各种各样的数据，而在取出来的时候就进行强制类型转换。

但其实这样的代码存在一定隐患，因为可能过了不久我们就会忘记到底我们存放的 list 里面到底第几个是 String，第几个是 Integer 了。这样就会出现下面这样的情况：

List list = new ArrayList();
list.add("www.cnblogs.com");
list.add(23);
String name = (String)list.get(0);
String number = (String)list.get(1);    //ClassCastException

上面的代码在运行时会发生强制类型转换异常。这是因为我们在存入的时候，第二个是一个 Integer 类型，但是取出来的时候却将其强制转换为 String 类型了。

泛型的诞生

Sun 公司为了使 Java 语言更加安全，减少运行时异常的发生。于是在 JDK 1.5 之后推出了泛型的概念。

于是在 JDK 1.5 之后，我们如果使用集合来书写代码，可以使用下面这种形式：

List<String> list = new ArrayList();
list.add("www.cnblogs.com");
list.add("www.cnblogs.com/chanshuyi");
String cnBlogs = list.get(0);
String myWebSite = list.get(1); 

泛型就是将类型参数化，其在编译时才确定具体的参数。在上面这个例子中，这个具体的类型就是 String。可以看到我们在创建 List 集合的时候指定了 String 类型，这就意味着我们只能往 List 集合中存放 String 类型的数据。而当我们指定泛型之后，我们去取出数据后就不再需要进行强制类型转换了，这样就减少了发生强制类型转换的风险。

上面我们通过两个很简单的例子知道了为什么要有泛型，以及泛型最简单的使用。下面我们通过一个面试中常见的例子来看一下泛型的本质是什么。

泛型的本质

ArrayList<String> a = new ArrayList<String>();
ArrayList<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
Class c1 = a.getClass();
Class c2 = b.getClass();
System.out.println(c1 == c2); 

在继续往下看之前，先想一想，这道题输出的结果是什么？

是 true 还是 false ？

这道题输出的结果是 true。因为无论对于 ArrayList<String> 还是 ArrayList<Integer>，它们的 Class 类型都是一直的，都是 ArrayList.class。

那它们声明时指定的 String 和 Integer 到底体现在哪里呢？

答案是体现在类编译的时候。

当 JVM 进行类编译时，会进行泛型检查，如果一个集合被声明为 String 类型，那么它往该集合存取数据的时候就会对数据进行判断，从而避免存入或取出错误的数据。

也就是说：泛型只存在于编译阶段，而不存在于运行阶段。在编译后的 class 文件中，是没有泛型这个概念的。

上面我们只是说了泛型在集合中的使用方式，但其实泛型的应用范围不仅仅只是集合，还包括类、方法、Map 接口等等。

泛型的应用还广泛存在于下面几种情形：泛型类、泛型方法、泛型集合。

泛型类

泛型类一般使用字母 T 作为泛型的标志。

public class GenericClass<T> {
    private T object;
    public T getObject() {
        return object;
    }
    public void setObject(T object) {
        this.object = object;
    }
}

使用：

public static void main(String[] args) {
    GenericClass<Integer> integerGenericClass = new GenericClass<>(100);
    integerGenericClass.showType();
    GenericClass<String> stringGenericClass = new GenericClass<>("www.cnblogs.com/chanshuyi");
    stringGenericClass.showType();
}

除了使用 T 作为泛型类的标志之外，在需要使用 Map 的类中，通常使用 K V 两个字母表示 Key Value 对应的类型。

public class GenericMap<K, V> {
    private K key;
    private V value;
    public void put(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }
}

使用：

public static void main(String[] args) {
        GenericMap<Integer, String> team = new GenericMap<>();
        team.put(1, "YaoMin");
        team.put(2, "Me");
        GenericMap<String, Integer> score = new GenericMap<>();
        score.put("YaoMin", 88);
        score.put("Me", 80);
    }

泛型方法

泛型方法一般使用字母 T 作为泛型的标志。

public class GenericMethod {
    public static <T> T getObject(Class<T> clz) throws InstantiationException, IllegalAccessException{
        T t = clz.newInstance();
        return t;
    }
}

使用：

public static void main(String[] args) throws Exception{
    GenericMethod genericMethod = getObject(GenericMethod.class);
    System.out.println("Class:" + genericMethod.getClass().getName());
}

总结

我们通过一个简单的例子理解了泛型诞生的缘由，之后又通过一个常见的面试题明白了泛型只存在于编译期间的本质，最后介绍了常见的泛型使用场景。

下篇文章，我们将介绍泛型中通配符的使用。