Java基础（三十）泛型程序（Generic Programming）

　　一、泛型程序的定义和使用

　　1.为什么要使用泛型程序设计

　　泛型程序设计意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。同时，使得程序具有更好的可读性和安全性。

ArrayList<String> files = new ArrayList<>();

　　泛型使用类型参数来指示元素的类型，例如“String”。有两个好处：

当调用get的时候，不需要进行强制类型转换，编译器就知道返回值的类型是String，而不是Object

String filename = files.get(0);

当调用ArrayList中的add方法时，只能限定传递给add方法的参数的类型是String，这样可以进行检查，避免插入错误类型的对象。例如：

files.add(new File("..."))

　　这样代码是无法通过编译的。但是如果不使用泛型，files就是一个Object类型的对象，那么这条代码是可以通过编译的。

　　2.定义简单泛型类

public class Pair<T>        // 类中引用了一个类型变量T
{
   private T first;         // 指定域的类型
   private T second;

   public Pair() { first = null; second = null; }
   public Pair(T first, T second) { this.first = first;  this.second = second; }    // 指定方法参数的类型

   public T getFirst() { return first; }               // 指定方法返回参数的类型
   public T getSecond() { return second; }

   public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }    // 指定方法参数的类型
   public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}

　　3.在普通类中定义泛型方法

class ArrayAlg{
    public static <T> T getMiddle(T..a){
        return a[a.length/2];
    }
}

　　当调用一个泛型方法时，在方法名前的尖括号中放入具体的类型：

String middle = ArrayAlg.<String>getMiddle(" ...","...","...")

　　4.类型变量的限定

class ArrayAlg
{
   public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) 
   {
      if (a == null || a.length == 0) return null;
      T min = a[0];
      T max = a[0];
      for (int i = 1; i < a.length; i++)
      {
         if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i];
         if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];
      }
      return new Pair<>(min, max);
   }
}

　　为了确定T所属的类有compareTo方法，可以将T限制为实现了Comparable接口的类，也就是<T extends Comparable>。一个类型变量或通配符可以有多个限定，用“&”连接即可。

　　二、泛型程序的约束和局限性

　　1.不能用类型参数代替基本类型。

　　例如：不能用Pair<double>，而只能用Pair<Double>

　　2.运行时类型查询只适用于原始类型

　　如果想要查询一个对象是否属于某个泛型类型时，使用instanceof会得到一个编译器错误，如果使用强制类型转换会得到一个警告。

　　虚拟机中的对象总有一个特定的非泛型类型，因此，所有的类型查询只产生原始类型。

if  (a instanceof Pair<String>)   // 得到一个编译器ERROR
if  (a instanceof Pair<T>)        // 得到一个编译器ERROR
Pair<String> p = (Pair<String>)a; // 得到一个警告，因为测试的只是a是否是任意类型的一个Pair，而无法限定是String