Java泛型再学习

    泛型引入java语言已经有很长一段时间了，在JDK5出来的时候也非常认真地学习过，不过学习的资料都是网上泛滥并且重复的教程。这几天下了《The Java Programming Language》的第4版，准备把jdk5引入的新东西再重新系统地学习一次，同时再次回顾下java基础。今天记录下学习泛型那一章的注意点。
一、泛型类型的声明
1.需要着重注意的一点，比如声明类Cell<E>：

package  net.rubyeye.javaprogramming.generic;

public   class  Cell < E >  {
     private  Cell < E >  next;

     private  E element;

     public  Cell(E element) {
         this .element  =  element;
    }

     public  Cell(E element, Cell < E >  next) {
         this .next  =  next;
         this .element  =  element;
    }

     public  E getElement() {
         return  element;
    }

     public   void  setElement(E element) {
         this .element  =  element;
    }

     public  Cell < E >  getNext() {
         return  next;
    }

     public   void  setNext(Cell < E >  next) {
         this .next  =  next;
    }

}

然后如此使用：

Cell < String >  strCell  =   new  Cell < String > ( " Hello " );
Cell < Integer >  intCell  =   new  Cell < Integer > ( 25 );

那么Cell<String>和Cell<Integer>是两个类吗？不，他们是同一个类，通过下面的实验证明：

assertTrue(strCell.getClass()  ==  intCell.getClass()));

java泛型的实现采用的“擦拭法”，Cell<E>仍然是一个类，无论E被任何具体的类型所替代。

2.泛型的类型参数不能用于static变量、static方法和static初始化，比如下面的使用方式都不能编译通过：

public   class  Cell < E >  {
     private   static  Cell < E >  next;
    
     private   static   void  test(E e){
        
    }
   

同样，静态方法是与类相关联的，调用也只能通过类，假设Cell有一个静态方法test，怎么调用才是正确的呢?

Cell < E > .test();   // 编译错误
Cell < String > .test();   // 同样编译错误
Cell.test();   // 正确的方式

类似的，泛型的类型参数不能用于声明数组类型,比如下面的代码同样无法编译通过：

class  SingleLinkQueue < E >  {
     //  
    public  E[] toArray() {
     // 
    }
}

3.类型参数可以继承其他的类和接口，如果有多个接口可以用&符号连接，通过extend参数限制了类型参数的范围，比如：

interface  SortedCharSeqCollection < E  extends  Comparable < E >
                                   &  CharSequence >  {
     //   sorted char sequence collection methods 
}

SortedCharSeqCollection的类型参数E强制继承自Comparable和CharSequence接口，也就是替代的具体的类型参数必须实现这两个接口，从而限制了类型参数（type parameter)。

4.比较有趣的内部类的泛型，对于静态内部类的类型参数可以与外部类的类型参数名不一样，静态内部类的类型参数与外部类的类型参数其实没有一点关系，比如：

class  SingleLinkQueue < E >  {
     static   class  Cell < E >  {
         private  Cell < E >  next;
         private  E element;
         public  Cell(E element) {
             this .element  =  element;
        }
         public  Cell(E element, Cell < E >  next) {
             this .element  =  element;
             this .next  =  next;
        }
         public  E getElement() {
             return  element;
        }
         /*   rest of Cell methods as before   */
    }

     protected  Cell < E >  head;
     protected  Cell < E >  tail;

     /*   rest of SingleLinkQueue methods as before   */
}

Cell<E>类的声明和SingleLinkQueue<E> 两个类中的E仅仅是名称相同，他们之间的关联是通过head和tail的声明才关联在一起，你可以将Cell<E>中的E改成F也没关系，比如：

package  net.rubyeye.javaprogramming.generic;

class  AnotherSingleLinkQueue < E >  {
     static   class  Cell < F >  {
         private  Cell < F >  next;

         private  F element;

         public  Cell(F element) {
             this .element  =  element;
        }

         public  Cell(F element, Cell < F >  next) {
             this .element  =  element;
             this .next  =  next;
        }

         public  F getElement() {
             return  element;
        }
         /*   rest of Cell methods as before   */
    }

     protected  Cell < E >  head;

     protected  Cell < E >  tail;

     /*   rest of SingleLinkQueue methods as before   */
}

而一般的内部类就不一样了，内部类可以直接使用外部类的类型参数甚至隐藏。

二、子类型与通配符
今天读了第2节，泛型的使用比我原先所知的更为复杂，java语法本来以简洁优美著称，随着java5,java7的到来，语法是越来越复杂，甚至可以说丑陋!-_-

    要知道一点，比如List<Integer>不是List<Number>的子类，而是Collection<Integer>的子类。因为List<Integer>和List<Number>的类型是一样的，都是List。那么如何表示参数化类型是Number的子类呢？这就需要用到通配符：

List  <?     extends   Number 
 >

表示类型变量是Number或者Number的子类。这个就是所谓的上界通配符，同样，如果要表示类型变量是Number或者Number的super type，可以使用下界通配符：

List  <?     super   Number 
 >

而通配符List<?>等价于：

List  <?     extends   Object 
 >

    通配符只能用于变量、局部变量、参数类型和返回类型，不能用于命名类和接口。比如下面的代码将不能编译通过：

class   MyList   implements   List  <?> 
 {
     //  
  
  }

    通配符有另一个问题：因为通配符代表的是未知的类型，你不能在任何需要类型信息的地方使用它。比如下面的代码同样无法编译通过：

SingleLinkQueue  <?>   strings   =  
      new   SingleLinkQueue  <  String  > 
 ();
strings.add(  "  Hello  "  );                 // 
  INVALID: 无法编译 
 
  
SingleLinkQueue  <?     extends   Number  > 
  numbers  
 = 
 
      new   SingleLinkQueue  <  Number  > 
 ();
numbers.add(Integer.valueOf(  25  ));     //   INVALID: 无法编译

三、泛型方法和类型推断
    如果我们想参数化方法的参数和返回值的类型，这就引出了泛型方法的声明，声明一个泛型方法的方式如下：

<  T  >   T passThrough(T obj) {
      return   obj;
}

这个方法限制传入的参数的类型与返回的参数类型将一致，可以看到，在方法签名前加上<T>即可。我们可以这样调用这个方法：

String s1   =     "  Hello  " 
 ;
String s2   =     this  .  < 
 String 
 > 
 passThrough(s1);

这样的调用是不是比较奇怪？幸好提供了类型推断，根据参数的类型来自动判断方法的类型（比如返回值类型），因此可以直接调用：

String s1   =     "  Hello  " 
 ;
String s2   =     this  .passThrough(s1);

    如果方法有两个类型变量，类型推断将怎么处理呢？比如：

<  T  >   T passThrough(T obj1,T obj2) {
          return   (T)(obj1.toString()  +  obj2.toString());
    }

然后我们传入两个参数，一个String，一个int，那么返回什么呢？

String s1  =  "  test  "  ;
String s3  =  this  .passThrough(s1,   1  );   
 // 
 编译出错

类型推断是比较复杂的，这里将返回的将是Object类型，是传入的参数类型的交集