手写Java泛型，彻底掌握它！

“二哥，为什么要设计泛型啊？”三妹开门见山地问。

“三妹啊，听哥慢慢给你讲啊。”我说。

Java 在 1.5 时增加了泛型机制，据说专家们为此花费了 5 年左右的时间（听起来是相当不容易）。有了泛型之后，尤其是对集合类的使用，就变得更规范了。

看下面这段简单的代码。

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("沉默王二");
String str = list.get(0);

“三妹，你能想象到在没有泛型之前该怎么办吗？”

“嗯，想不到，还是二哥你说吧。”

嗯，我们可以使用 Object 数组来设计 Arraylist 类。

class Arraylist {private Object[] objs;private int i = 0;public void add(Object obj) {objs[i++] = obj;}public Object get(int i) {return objs[i];}
}

然后，我们向 Arraylist 中存取数据。

Arraylist list = new Arraylist();
list.add("沉默王二");
list.add(new Date());
String str = (String)list.get(0);

“三妹，你有没有发现这两个问题？”

• Arraylist 可以存放任何类型的数据（既可以存字符串，也可以混入日期），因为所有类都继承自 Object 类。
• 从 Arraylist 取出数据的时候需要强制类型转换，因为编译器并不能确定你取的是字符串还是日期。

“嗯嗯，是的呢。”三妹说。

对比一下，你就能明显地感受到泛型的优秀之处：使用类型参数解决了元素的不确定性——参数类型为 String 的集合中是不允许存放其他类型元素的，取出数据的时候也不需要强制类型转换了。

动手设计一个泛型

“二哥，那怎么才能设计一个泛型呢？”

“三妹啊，你一个小白只要会用泛型就行了，还想设计泛型啊？！不过，既然你想了解，哥义不容辞。”

首先，我们来按照泛型的标准重新设计一下 Arraylist 类。

class Arraylist<E> {private Object[] elementData;private int size = 0;public Arraylist(int initialCapacity) {this.elementData = new Object[initialCapacity];}public boolean add(E e) {elementData[size++] = e;return true;}E elementData(int index) {return (E) elementData[index];}
}

一个泛型类就是具有一个或多个类型变量的类。Arraylist 类引入的类型变量为 E（Element，元素的首字母），使用尖括号 <> 括起来，放在类名的后面。

然后，我们可以用具体的类型（比如字符串）替换类型变量来实例化泛型类。

Arraylist<String> list = new Arraylist<String>();
list.add("沉默王三");
String str = list.get(0);

Date 类型也可以的。

Arraylist<Date> list = new Arraylist<Date>();
list.add(new Date());
Date date = list.get(0);

其次，我们还可以在一个非泛型的类（或者泛型类）中定义泛型方法。

class Arraylist<E> {public <T> T[] toArray(T[] a) {return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());}
}

不过，说实话，泛型方法的定义看起来略显晦涩。来一副图吧（注意：方法返回类型和方法参数类型至少需要一个）。

 

现在，我们来调用一下泛型方法。

Arraylist<String> list = new Arraylist<>(4);
list.add("沉");
list.add("默");
list.add("王");
list.add("二");String [] strs = new String [4];
strs = list.toArray(strs);for (String str : strs) {System.out.println(str);
}

泛型限定符

然后，我们再来说说泛型变量的限定符 extends。

在解释这个限定符之前，我们假设有三个类，它们之间的定义是这样的。

class Wanglaoer {public String toString() {