泛型程序設(shè)計(jì)（Generic Programming）

“使用泛型機(jī)制編寫的程序代碼要比那些雜亂地使用Object變量，然后再進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的代碼具有更好的安全性和可讀性。泛型對(duì)于集合類尤其有用。”

1.意義、必要性、重要性

泛型程序設(shè)計(jì) 意味著編寫的代碼可以被很多不同類型的對(duì)象所重用。例如，我們并不希望為聚集String和File對(duì)象分別設(shè)計(jì)不同的類。實(shí)際上，也不需要這樣做，因?yàn)橐粋€(gè)ArrayList類就可以聚集任何類型的對(duì)象。這是一個(gè)泛型程序設(shè)計(jì)的實(shí)例。

事實(shí)上，在Java增加泛型機(jī)制前就存在一個(gè)ArrayList類。下面借助ArrayList類的演變來(lái)說(shuō)明Java引入泛型機(jī)制到底有重要。

在Java引入泛型類之前，ArrayList類將維護(hù)一個(gè)Object引用的數(shù)組：

public class ArrayList{ private Object[] elementData; ... public Object get(int i){...} public void add(Object o){...}}

使用這種ArrayList類存在兩個(gè)問(wèn)題：

每獲取一個(gè)值都必須進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。

ArrayList files = new ArrayList();...String fileName = (String) files.get(0);

由于沒(méi)有錯(cuò)誤檢查，可以插入任意類型的對(duì)象。

files.add(new File('...'));

對(duì)于上面的操作，編譯和運(yùn)行的時(shí)候都不會(huì)出錯(cuò)。然而，當(dāng)其他地方取出該數(shù)據(jù)，并試圖進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。

ArrayList files = new ArrayList();//不報(bào)錯(cuò)files.add(new File('...'));//報(bào)錯(cuò)String fileName = (String) files.get(0);

對(duì)于上面提到的兩個(gè)問(wèn)題，泛型提供了一個(gè)很好的解決方案：類型參數(shù)（type parameters）。在ArrayList類中使用一個(gè)類型參數(shù)來(lái)指示元素的類型：

public class ArrayList<E>{ private Object[] elementData; ... public E get(int i){...} public void add(E o){...}}

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

這使得代碼具有更好的可讀性，人們一看就能知道這個(gè)數(shù)組列表中包含的是String對(duì)象。

同時(shí)，編譯器也可以很好的利用這個(gè)信息。當(dāng)調(diào)用get方法時(shí)，因?yàn)榫幾g器已經(jīng)知道返回值是String類型，所以不在需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。當(dāng)調(diào)用add方法時(shí)，編譯器因?yàn)橹繿dd方法的參數(shù)是String類型，可以對(duì)add方法的使用進(jìn)行檢查，避免調(diào)用者傳入錯(cuò)誤類型的參數(shù)。

在編譯時(shí)就發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤比運(yùn)行時(shí)才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤要好得多*，類型參數(shù)的魅力在于：使得程序具有更好的可讀性和安全性。

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