泛型类和泛型接口

6．7．1　泛型类和泛型接口

在Java SE5．0之前没有泛型的情况下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。

下面通过一个例子说明这一安全隐患，并回答为什么要使用泛型。

【例6－13】　使用Object的引用来实现参数“任意化”的举例。

程序运行结果：

在Box类中，有一个私有的Object型成员变量object，有3个成员方法：setObject（）方法用于将对象装入盒子里；getObject（）方法可以获得盒子中的对象；showType（）方法用来显示对象的数据类型。

因为使用Object类型，所以可以创建各种类型的盒子，如整型的盒子、字符串类型的盒子等。

由于getObject（）方法的返回类型是Object，所以，intObj．getObject（）必须要强制转换为Integer类型，同时为了使程序正确运行，程序员要确保在此之前装入盒子的是一个Integer对象。如果装入的不是一个Integer对象，如intObj．setObject（new Integer（100））改为intObj．setObject（new String（“Hello．”）），那么程序在Integer intO＝（Integer）intObj．getObject（）中强制转换就会发生错误，将产生异常。类似地，stringObj．getObject（）；必须要强制转换为String类型，程序员也要确保在此之前装入盒子的是一个String对象。否则，将产生异常。

为了避免错误，程序员必须确保只有指定类型的对象才能装入盒子中，其他类型的对象不能装入盒子中。泛型就提供了这种机制，它能使编译器对操作对象的数据类型进行检查，检查对象是否符合指定类型。从而保证了Java语言中的类型安全。

定义一个泛型类的格式是：

其中：（1）类型变量也称为类型参数、类型形参。如果类型变量有多个，各变量之间用逗号隔开。

（2）一般情况下，类型变量名采用单个大写字母来表示，常用的类型变量名有：

T：类型（Type）；　　S：第二类型；　　U：第三类型；　　V：值（Value）；

E：元素（Element）；　　K：关键字（Key）；　　N：数字（Number）。

【例6－14】　应用泛型改写例6－13，完成同样的功能。

程序运行结果：

与例相同，略。

分析与思考：（1）与非泛型类的定义比较，类名后多了＜T＞，而且类型变量T能像普通类型一样被用于整个泛型的定义中。如本例声明了成员变量、方法的形参和返回值类型。

（2）class Box＜T＞声明了一个泛型类，这个类型变量T没有任何限制，可以是任何具体类型，实际上相当于Object类型。

（3）Box＜Integer＞就是将具体类型Integer传递给类型形参T（类型变量T），这相当于将泛型类class Box＜T＞中所有出现类型形参T的位置全部替换为Integer后的类定义。

（4）在创建泛型类对象时，必须要给类型形参T传递一个具体类型，该具体类型称为类型实参。我们把包含类型实参的泛型类称为参数化类型，如本例的Box＜Integer＞。

（5）Box＜Integer＞intObj＝newBox＜Integer＞（）；语句规定了Box盒子里的对象只能是Integer类型，这样，诸如intObj．setObject（new String（“Hello．”））；语句在编译时会出错，即其他类型对象不能放入盒中。进而，从盒中取出的对象一定是Integer类型，就不需要进行类型转换。

（6）一个类型变量表示一种未确定的引用类型，类型实参应该是一种具体的引用类型，不能是基本类型。如本例将Integer和String分别传递给类型变量T。但是不能将int、double等基本类型传递给类型变量T。

与泛型类的定义类似，泛型接口的定义格式是：

【例6－15】　应用泛型接口改写例6－14，完成同样的功能。

程序运行结果：

与例6－14相同，省略。

分析与思考：可见，与实现接口的普通类相比，实现泛型接口的类是非常类似的。