Java中Generics的使用

1.Java的Generics与C++的Template
由于Java的Generics设计在C++的Template之后，因此Java的Generics设计吸取Template的很多经验和教训。首先，与Template不同的是，Generics的声明是需要进行类型检查的，而Template不提供这一功能，这使得Generics的使用更加安全。另外，Java的Generics程序只需要编译一次，以后所有程序就可以复用这个类字节码，而Template的实现是为每一个使用Template变量编译成一个新类，这会引起一定的冗余代码。

2.Generics的定义：
2.1类和接口定义
以下是最简单的Generics类定义，定义了一个参数化类型T1：

interface MyList<T1> {….. }

以下是支持多个参数化类型的接口：

interface MyList<T1,T2,T3> {….. }

Java支持带有限制的参数化类型。在下面的例子中，T1的类型必须实现类Comparable接口，T2类型必须为Component类的子类。

interface MyList<T1 implements Comparable, T2 extends Component> {}

复杂的定义可以带有限定的声明，甚至可以使用向前引用。

class Test<A implements ConvertibleTo<B>, B implements ConvertibleTo<A>{}

对于class的定义，基本与interface相同，此处不再详述。

2.2 方法的定义
在方法中，通过定义参数化类型，可以提高方法的抽象级别，提高其可复用性。方法的参数化类型列表放在方法修饰符的后面，返回值的前面。如：

public static  <Elem> void swap(Elem[] a,int i,int j)
   Elem temp=a[i];
   a[i]=a[j]
   a[j]=temp;
}

2.3 实际例子
一但Java语言支持了Generics，Collection中的大部分类将用Generics方式重写。例：使用Generics重写的Hashtable的定义

public class Hashtable<K,V> 
extends Dictionary<K,V> 
implements Map<K,V>, java.lang.Cloneable, java.io.Serializable {  
public V put(K key, V value) {……}
…….
}

与以前的Hashtable定义不同的是，它增加了两个用于表达Key和Value参数化类型(K,V)，由于Dictionary和Map都将支持Generics，因此它们都使用Generics的表达方式。

3.Generics的使用：
3.1 创建对象
Generics类在使用之前，必须按照定义进行初始化，设置参数化类型的实际类型，以下是构造Hashtable和Vector的一些例子。

Hashtable<Integer,String> ht1=new Hashtable<Integer,String>();
Hashtable<Integer,String> ht2=null;
Vector<String> v1=new Vector<String>();
Vector<Integer> v2=new Vector<Integ

3.2 Generics对象的类
在上例中，对于v1和v2对象来说，它们都是Vector类的对象，它们有相同的Class类型，换句话说，在运行时，以下表达式为真。虽然它们使用不同的参数类型创建，但是它们的Class类型是相同的。 Assert(V1.getClass().equals(v2.getClass()));

但是，如果我们定义一个带有Vector参数的方法，在调用该方法时，传入一个Vector的对象，这将会导致编译失败。这是因为在编译时，这两个对象被当作不同的类型。

void  method(Vector<String> v) {};
…
Vector<Integer> v2=new Vector<Integer>();
method(v2);//编译失败

3.3 类的强制转换
对于Generics类的强制转化的原理，我们可以使用通用的转化规则进行操作。需要注意的一点是，同一个Generics类所定义的不同参数化类型的对象之间是不能进行转化的。例如Vector和Vector之间就是不能转化的。另外，Object也不能够转化成Generics类型，但是Generics类可以转化成Object。

以下是一些转化的例子

Class Dictionary<A,B> extends Object{}
Class Hashtable<A,B> extends Dictionary<A,B> {}
Dictionary<String,Integer> d=new Dictionary<String,Integer>();
Hashtable<String,Integer> h=new Hashtable <String,Integer>();
Hashtable<Float,Double> hfd=new Hashtable<Float,Double>();
Object o=new Object();
1) d= (Dictionary<String,Integer>)h//编译成功，运行成功；它们具有父子类关系。
2) h=(Hashtable<String,Integer>)d;// 编译成功，运行失败；它们具有父子类关系。
3) h=(Hashtable<String,Integer>)o;//编译失败，Object不能转化成Generics类；
4) hfd=(Hashtable<Float,Double>)d;//编译失败；