1 泛型 (Generic)
1.1 說明
增強了 java 的類型安全，可以在編譯期間對容器內(nèi)的對象進行類型檢查，在運行期不必進行類型的轉(zhuǎn)換。而在 j2se5 之前必須在運行期動態(tài)進行容器內(nèi)對象的檢查及轉(zhuǎn)換
減少含糊的容器，可以定義什么類型的數(shù)據(jù)放入容器
ArrayList<Integer> listOfIntegers; // <TYPE_NAME> is new to the syntax
Integer integerObject;
listOfIntegers = new ArrayList<Integer>(); // <TYPE_NAME> is new to the syntax
listOfIntegers.add(new Integer(10)); // 只能是 Integer 類型
integerObject = listOfIntegers.get(0); // 取出對象不需要轉(zhuǎn)換
1.2 用法
聲明及實例化泛型類：
HashMap<String,Float> hm = new HashMap<String,Float>();
// 不能使用原始類型
GenList<int> nList = new GenList<int>(); // 編譯錯誤
J2SE 5.0 目前不支持原始類型作為類型參數(shù) (type parameter)
定義泛型接口：
public interface GenInterface<T> {
void func(T t);
}
定義泛型類：
public class ArrayList<ItemType> { ... }
public class GenMap<T, V> { ... }
例 1 ：
public class MyList<Element> extends LinkedList<Element> {
public void swap(int i, int j) {
Element temp = this.get(i);
this.set(i, this.get(j));
this.set(j, temp);
}
public static void main(String[] args) {
MyList<String> list = new MyList<String>();
list.add("hi");
list.add("andy");
System.out.println(list.get(0) + " " + list.get(1));
list.swap(0,1);
System.out.println(list.get(0) + " " + list.get(1));
}
}
例 2 ：
public class GenList <T>{
private T[] elements;
private int size = 0;
private int length = 0;
public GenList(int size) {
elements = (T[])new Object[size];
this.size = size;
}
public T get(int i) {
if (i < length) {
return elements[i];
}
return null;
}
public void add(T e) {
if (length < size - 1)
elements[length++] = e;
}
}
泛型方法：
public class TestGenerics{
public <T> String getString(T obj) { // 實現(xiàn)了一個泛型方法
return obj.toString();
}
public static void main(String [] args){
TestGenerics t = new TestGenerics();
String s = "Hello";
Integer i = 100;
System.out.println(t.getString(s));
System.out.println(t.getString(i));
}
}
1.3 受限泛型
受限泛型是指類型參數(shù)的取值范圍是受到限制的 . extends 關(guān)鍵字不僅僅可以用來聲明類的繼承關(guān)系 , 也可以用來聲明類型參數(shù) (type parameter) 的受限關(guān)系 . 例如 , 我們只需要一個存放數(shù)字的列表 , 包括整數(shù) (Long, Integer, Short), 實數(shù) (Double, Float), 不能用來存放其他類型 , 例如字符串 (String), 也就是說 , 要把類型參數(shù) T 的取值泛型限制在 Number 極其子類中 . 在這種情況下 , 我們就可以使用 extends 關(guān)鍵字把類型參數(shù) (type parameter) 限制為數(shù)字
示例
public class Limited<T extends Number> {
public static void main(String[] args) {
Limited<Integer> number; // 正確
Limited<String> str; // 編譯錯誤
}
}
1.4 泛型與異常
類型參數(shù)在 catch 塊中不允許出現(xiàn)，但是能用在方法的 throws 之后。例：
import java.io.*;
interface Executor<E extends Exception> {
void execute() throws E;
}
public class GenericExceptionTest {
public static void main(String args[]) {
try {
Executor<IOException> e = new Executor<IOException>() {
public void execute() throws IOException{
// code here that may throw an
// IOException or a subtype of
// IOException
}
};
e.execute();
} catch(IOException ioe) {
System.out.println("IOException: " + ioe);
ioe.printStackTrace();
}
}
}
1.5 泛型的通配符 "?"
"?" 可以用來代替任何類型 , 例如使用通配符來實現(xiàn) print 方法。
public static void print(GenList<?> list) {})
1.6 泛型的一些局限型
不能實例化泛型
T t = new T(); //error 不能實例化泛型類型的數(shù)組
T[] ts= new T[10]; // 編譯錯誤
不能實例化泛型參數(shù)數(shù)
Pair<String>[] table = new Pair<String>(10); // ERROR
類的靜態(tài)變量不能聲明為類型參數(shù)類型
public class GenClass<T> {
private static T t; // 編譯錯誤
}
泛型類不能繼承自 Throwable 以及其子類
public GenExpection<T> extends Exception{} // 編譯錯誤
不能用于基礎(chǔ)類型int等
Pair<double> //error
Pair<Double> //right
2 增強循環(huán) (Enhanced for Loop)
舊的循環(huán)
LinkedList list = new LinkedList();
list.add("Hi");
list.add("everyone!");
list.add("Was");
list.add("the");
list.add("pizza");
list.add("good?");
for (int i = 0; i < list.size(); i++)
System.out.println((String) list.get(i));
// 或者用以下循環(huán)
//for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {
//Integer stringObject = (String)iter.next();
// ... more statements to use stringObject...
//}
新的循環(huán)
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
list.add("Hi");
list.add("everyone!");
list.add("Was");
list.add("the");
list.add("pizza");
list.add("good?");
for (String s : list)
System.out.println(s);
很清晰、方便，一看便知其用法
3 可變參數(shù) (Variable Arguments)
實現(xiàn)了更靈活的方法參數(shù)傳入方式， System.out.printf 是個很好的例子
用法： void test(Object … args)
一個很容易理解的例子
public static int add(int ... args){
int total = 0;
for (int i = 0; i < args.length; i++)
total += args[i];
return total;
}
public static void main(String[] args){
int a;
a = Varargs.add(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
System.out.println(a);
}
4 自動實現(xiàn)裝箱和解箱操作 (Boxing/Unboxing Conversions)
說明：實現(xiàn)了基本類型與外覆類之間的隱式轉(zhuǎn)換。基本類型至外覆類的轉(zhuǎn)換稱為裝箱，外覆類至基本類型的轉(zhuǎn)換為解箱。這些類包括
Primitive Type Reference Type
boolean Boolean
byte Byte
char Character
short Short
int Integer
long Long
float Float
double Double
例如，舊的實現(xiàn)方式
Integer intObject;
int intPrimitive;
ArrayList arrayList = new ArrayList();
intPrimitive = 11;
intObject = new Integer(intPrimitive);
arrayList.put(intObject); // 不能放入 int 類型，只能使 Integer
新的實現(xiàn)方式
int intPrimitive;
ArrayList arrayList = new ArrayList();
intPrimitive = 11;
// 在這里 intPrimitive 被自動的轉(zhuǎn)換為 Integer 類型
arrayList.put(intPrimitive);
5 靜態(tài)導(dǎo)入 (Static Imports)
很簡單的東西，看一個例子：
沒有靜態(tài)導(dǎo)入
Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
有了靜態(tài)導(dǎo)入
import static java.lang.Math.*;
sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
其中import static java.lang.Math.*;就是靜態(tài)導(dǎo)入的語法，它的意思是導(dǎo)入Math類中的所有static方法和屬性。這樣我們在使用這些方法和屬性時就不必寫類名。 需要注意的是默認包無法用靜態(tài)導(dǎo)入，另外如果導(dǎo)入的類中有重復(fù)的方法和屬性則需要寫出類名，否則編譯時無法通過。
6 枚舉類(Enumeration Classes)
用法：public enum Name {types, ….}
簡單的例子：
public enum Colors {Red, Yellow, Blue, Orange, Green, Purple, Brown, Black}
public static void main(String[] args){
Colors myColor = Colors.Red;
System.out.println(myColor);
} 又一個簡單例子：
import java.util.*;
enum OperatingSystems {windows, unix, linux, macintosh}
public class EnumExample1 {
public static void main(String args[]) {
OperatingSystems os;
os = OperatingSystems.windows;
switch(os) {
case windows:
System.out.println(“You chose Windows!”);
break;
case unix:
System.out.println(“You chose Unix!”);
break;
case linux:
System.out.println(“You chose Linux!”);
break;
case macintosh:
System.out.println(“You chose Macintosh!”);
break;
default:
System.out.println(“I don’t know your OS.”);
break;
}
}
}
應(yīng)運enum簡寫的例子：
import java.util.*;
public class EnumTest {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter a size: (SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE) "); String input = in.next().toUpperCase();
Size size = Enum.valueOf(Size.class, input);
System.out.println("size=" + size);
System.out.println("abbreviation=" + size.getAbbreviation());
if (size == Size.EXTRA_LARGE)
System.out.println("Good job--you paid attention to the _."); }
}
enum Size
{
SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");
private Size(String abbreviation) { this.abbreviation = abbreviation; }
public String getAbbreviation() { return abbreviation; }
private String abbreviation;
}
enum 類中擁有方法的一個例子：
enum ProgramFlags {
showErrors(0x01),
includeFileOutput(0x02),
useAlternateProcessor(0x04);
private int bit;
ProgramFlags(int bitNumber){
bit = bitNumber;
}
public int getBitNumber() {
return(bit);
}
}
public class EnumBitmapExample {
public static void main(String args[]) {
ProgramFlags flag = ProgramFlags.showErrors; System.out.println(“Flag selected is: “ + flag.ordinal() +
“ which is “ + flag.name()); }
}
7 元數(shù)據(jù)(Meta data)
http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/java/j-annotate1/
http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/java/j-annotate2.shtml
8 Building Strings(StringBuilder 類)
在JDK5.0中引入了StringBuilder類，該類的方法不是同步(synchronized)的，這使得它比StringBuffer更加輕量級和有效。
9 控制臺輸入(Console Input)
在JDK5.0之前我們只能通過JOptionPane.showInputDialog進行輸入，但在5.0中我們可以通過類Scanner在控制臺進行輸入操作
例如在1.4中的輸入
String input = JOptionPane.showInputDialog(prompt);
int n = Integer.parseInt(input);
double x = Double.parseDouble(input);
s = input;
在5.0中我們可以
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print(prompt);
int n = in.nextInt();
double x = in.nextDouble();
String s = in.nextLine();
10 Covariant Return Types( 不曉得怎么翻譯)JDK5 之前我們覆蓋一個方法時我們無法改變被方法的返回類型，但在JDK5中我們可以改變它
例如1.4中我們只能 public Object clone() { ... }
Employee cloned = (Employee) e.clone();
但是在5.0中我們可以改變返回類型為Employee
public Employee clone() { ... }
...
Employee cloned = e.clone();
紅色斜體字在程式碼實作時須自行替換。橘色 [] 表示非必要可省略。
請注意，如果你直接拷貝程式碼準(zhǔn)備跑跑看，你必須將全型空白(排版用)轉(zhuǎn)為半形空白。請使用 IDE 工具提供的替代功能。
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泛型(Generics)
1. Generics 可提供 compile-time type 檢查。
2. 泛型的使用：
◇ 類別 (註：介面泛型類似類別泛型，此處不作介紹)
•定義泛型 
A> [class-modifiers] class GenericsName<T1 [, T2, T3, ...]> { ...... }
泛型由泛型名稱(generic type name)、角括號 "<>"、包含在角括號內(nèi)的型態(tài)參數(shù)(type parameter)組成。
在角括號 "<>" 內(nèi)的型態(tài)參數(shù)( Tx ) 須為某種參考型態(tài)。
[範(fàn)例]
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class MyHashTable<Key, Value> {
......
Value put(Key k, Value v) {...}
Value get(Key k) {...}
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
MyHashTable<Integer, String> h = new MyHashTable<Integer, String>( );
h.put(new Integer(0), "value");
......
}
}
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B> 泛型類別(／介面)可被繼承(／實作)，子類別(實作介面)無論是否宣告父類別(介面)的型態(tài)參數(shù)皆會繼承型態(tài)參數(shù)，並且可以宣告新的型態(tài)參數(shù)。
子類別若沒有宣告父類別(／介面)的全部型態(tài)參數(shù)，則繼承的型態(tài)參數(shù)會自動變?yōu)?Object 型別。 (註：參考偶像良葛格的筆記) (以上這段請見下面 Duncan版主的更正)
[範(fàn)例]
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class MyGenericsSuper<T1, T2> {
......
}
class MyGenericsSub<T1, T2, T3> extends MyGenericsSuper<T1, T2> {
......
}
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[範(fàn)例]
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interface MyGenericsI<T1, T2> { }
class MyGenericC<T1, T2> implements MyGenericsI<T1, T2> { }
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•宣告／建立泛型物件(Instantiating a Generic Type)
A> 宣告泛型物件
1> concrete parameterized type
須使用泛型名稱(generic type name)，後面加上角括號"<>"，角括號"<>" 內(nèi)須以 class 或 interface 名稱取代泛型宣告的型態(tài)參數(shù)(type parameter)來指定泛型真正的使用型態(tài)。
[範(fàn)例] concrete parameterized type
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Vector<String>
Seq<Seq<A>>
Seq<String>.Zipper<Integer>
Collection<Integer>
Pair<String, String>
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[範(fàn)例]
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LinkedList<LinkedList<String>> texts
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2> wildcard type & bounded wildcard
a> wildcard type (通配型)
角括號內(nèi)若使用問號 "?" 而不是 class 或 interface 名稱，表示宣告泛型型別為通用型別，可使用任何的參考型態(tài)。
"?" 表示未知型態(tài)(unknown type)。
b> bounded wildcard (有限制的通配型)
wildcard type 可限制型別的範(fàn)圍(bounds)。
使用 extends 關(guān)鍵字可指定欲使用的型態(tài)必須是某個型別(介面或類別)或其衍生型別。
使用 super 關(guān)鍵字指定使用某個型別(介面或類別)及其父型別。
使用 "&" 符號可作多重限制(Multiple bounds)。
[範(fàn)例]
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MyGenericsClass<? super Integer> obj;
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[範(fàn)例] can create a variable of type Matrix<Integer> or Matrix<Float>,
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public class Matrix<V extends Number> { ...... }
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[範(fàn)例]
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class C<T extends Comparable<? super T> & Serializable>
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[範(fàn)例]
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interface ConvertibleTo<A> {
A convert();
}
class ReprChange<A implements ConvertibleTo<B>, B implements ConvertibleTo<A>> {
A a;
void set(B x) { a = x.convert(); }
B get() { return a.convert(); }
}
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3> raw type
宣告泛型物件只使用泛型名稱(generic type name)，則預(yù)設(shè)會使用 Object 型別，使用此類物件須自行轉(zhuǎn)換型態(tài)，且編譯器會發(fā)出 warning 訊息。
[註] 原生類型：raw type，指未使用泛型，如 Collection、ArrayList 等 Java 5 之前的舊形式，或指僅使用泛型名稱(generic type without type arguments)。
Java Language Specification 第 3 版指出以後的版本可能會禁止使用 raw type。
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class MyGenerics<T> {
T value;
void setter(T value) {
this.value = value;
}
T getter( ) {
return value;
}
}
class MyGenericsDemo {
public static void main(String[] args) {
MyGenerics<Integer> myObj1 = new MyGenerics<Integer>( );
myObj1.setter(new Integer(10));
System.out.println(myObj1.getter( )) ;
MyGenerics myObj2 = new MyGenerics( );
myObj2.setter((Object)new Integer(10));
Integer i = (Integer) myObj2.getter( );
System.out.println(myObj2.getClass( ) == myObj1.getClass( ));
}
}
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B> 建立泛型物件須使用 new 關(guān)鍵字，並指定型態(tài)參數(shù)的值(values of the type parameters)。此種指定值的型態(tài)參數(shù)稱為 parameterized type。
[範(fàn)例]
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MyGenericClass<? extends java.lang.Number> obj = new MyGenericClass<Integer>( );
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[範(fàn)例]
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LinkedList<String> myStrings;
myStrings = new LinkedList<String>( );
或
LinkedList<String> myStrings = new LinkedList<String>( );
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◇ methods 使用泛型
[MethodModifiers] [TypeParameters] ResultType MethodName(...) [throws ....] ;｜{ ... }
不論 class(interface) 是否宣告泛型，methods 皆可使用泛型。
[範(fàn)例]
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public <T> T ifThenElse(boolean b, T first, T second) {
return b ? first : second;
}
......
String s = ifThenElse(true, "a", "b");
Integer i = ifThenElse(false, new Integer(1), new Integer(2));
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[範(fàn)例]
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public static <T, S extends T> void copy (List <T> dest, List <S> src) { ...... } ;
或
public static <T> void copy (List <T> dest, List <? extends T> src) { ...... } ;
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public class M {
public static <T extends Comparable> T minimum(T a, T b) {
if(a.compareTo( b) <= 0) return a;
else return b;
}
public static void main(String[] args) {
Integer b1 = new Integer(2);
Integer b2 = new Integer(5);
Integer min = minimum(b1, b2);
System.out.println("Minimum of (2,5) : " + min);
}
}
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public <T extends Animal> void printAnimals(Collection <T> animals) {
for (Animal nextAnimal: animals) {
System.out.println(nextAnimal);
}
}
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Version 1 的 method 內(nèi)並未用到 T ，可改成 "wildcard" 型式
public void printAnimals(Collection <? extends Animal> animals) {
for (Animal nextAnimal: animals) {
System.out.println(nextAnimal);
}
}
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method 內(nèi)使用 Type Parameter
public <T extends Animal> void printAnimals(Collection<T> animals) {
for (T nextAnimal: animals) {
System.out.println(nextAnimal);
}
}
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以 ? 取代 T 會造成錯誤
public void printAnimals(Collection<? extends Animal> animals) {
for (? nextAnimal: animals) {
System.out.println(nextAnimal);
}
}
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3. 泛型使用的注意事項 
A> static members 內(nèi)不能使用 type parameters
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class C<T> {
static void m( ) {
T t;
}
static class D {
C<T> t;
}
}
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B> primitive types 不能使用在泛型
C> "Naked" type parameters (指不包括角括號的型態(tài)參數(shù)，如 C<T>，指的是 T ) 不能做的事：
不能用在鑄型(casts)、instanceof、或 new 運算上。
不能使用在定義 class 時的 implements 或 extends 子句內(nèi)
不能用來建立物件，也不能用作父類型 (class Foo<T> extends T)，不能用於類別實字(class literal)。
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import java.util.Hashtable;
interface Registry {
public void register(Object o);
}
class C<T> implements Registry {
int counter = 0;
Hashtable<Integer, T> values;
public C( ) {
values = new Hashtable<Integer, T>( );
}
public void register(Object obj) {
values.put(new Integer(counter), (T)obj);
counter++;
}
}
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Collection<String> cs = new ArrayList<String>;
if ( cs instanceof Collection<String> ) { .... }
<T> T badCast(T t, Object o) { return (T)o };
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D> 異常型態(tài)(exception type)、列舉(enumeration)或匿名內(nèi)部類(anonymous inner class)不能使用型態(tài)參數(shù)(type paramemter)。
type variables 雖不允許使用在 catch 子句內(nèi)，但可用在 methods 利用 throws 所丟出的例外清單中。
如果 generic class 為 Throwable 的 subclass(直間或間接)，會產(chǎn)生 compile-time error。因為 throw/catch mechanism 只能作用在 non-generic classes 上。
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import java.io.*;
interface MyExecutor<E extends Exception> {
void execute() throws E;
}
public class GenericExceptionTest {
public static void main(String args[]) {
try {
MyExecutor<IOException> e = new MyExecutor<IOException>() {
public void execute() throws IOException {
}
};
e.execute();
} catch(IOException ioe) {
System.out.println("IOException: " + ioe);
ioe.printStackTrace();
}
}
}
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E> 泛型不是 covariant
如果 MySub 是 MySuper 的子類型，當(dāng) MyG 作泛型類別宣告時，MyG<MySub>不是 G<MySuper>的子型態(tài)(subtype)。
例 List<Object> 不是 List<String> 的父型態(tài)。
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Integer[] intArray = new Integer[10];
Number[] numberArray = intArray;
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
List<Number> numberList = intList;
numberList.add(new Float(3.1415));
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F> 通配泛型(type wildcards) 雖可檢索元素(retrieve elements)與移除元素，但不能增加元素。
[範(fàn)例]
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List<Integer> li = new ArrayList<Integer>( );
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
System.out.println(lu.get(0));
lu.clear( );
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G> 泛型在進行編譯時會進行 erasure 的過程，會刪除所有的泛型資訊。
[範(fàn)例] 以下的範(fàn)例會產(chǎn)生錯誤：duplicate class
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class ShoppingCart<T extends DVD>{
……
}
class ShoppingCart<T extends VideoTape>{
……
}
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[範(fàn)例] 以下的範(fàn)例會產(chǎn)生錯誤：name crash, have the same erasure
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class TwoForOneSpecial<T extends Rentable, W extends Rentable> {
public void add(T newRentable) {
……
}
public void add(W newRentable) {
……
}
}
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[範(fàn)例]
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public class GenericClass<E> {
……
public Class<E> getElementType() {
return E.class;
}
……
}
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[範(fàn)例]
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Vector<String> x = new Vector<String>();
Vector<Integer> y = new Vector<Integer>();
return x.getClass() == y.getClass();
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[範(fàn)例]
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LinkedList<Float> floatList = new LinkedList<Float>( );
List<Float> moreFloats = floatList;
LinkedList<Number> numberList = floatList;
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[範(fàn)例] parameterized type 可 cast 為 raw type
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List<Integer> ints = new LinkedList<Integer>( );
List oldList = ints;
oldList.add("Hello");
Integer i = ints.get(0);
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[範(fàn)例] Breaking type safety with reflection
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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class BadIdea {
private static List<Integer> ints = new ArrayList<Integer>( );
public static void fillList(List<Integer> list) {
for (Integer i : list) {
ints.add( i );
}
}
public static void printList( ) {
for (Integer i : ints) {
System.out.println( i );
}
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> myInts = new ArrayList<Integer>( );
myInts.add(1);
myInts.add(2);
myInts.add(3);
System.out.println("Filling list and printing in normal way...");
fillList(myInts);
printList( );
try {
List list = (List)BadIdea.class.getDeclaredField("ints").get(null);
list.add("Illegal Value!");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace( );
}
System.out.println("Printing with illegal values in list...");
printList( );
}
}
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H> 陣列無法使用泛型，除非是一個通配符類型(unbounded wildcard)。
可以宣告型態(tài)變數(shù)(concrete parameterized type)的陣列，但是不能使用 new 建立陣列。如 new T[100]，因為型態(tài)變數(shù)會被 erasure。因此你只能指派此種陣列為 null。
或是使用反射機制和類別實字（ClassName.class）解決。
[範(fàn)例]
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List<String> [] lsa = new List<String>[10];
= new List<?>[10];
Object o = isa;
Object[] oa = (Object[])o;
oa[1] = new ArrayList<Integer>( );
String s = lsa[1].get( );
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看完上面的文章之後，想測驗自己對 Generics 的了解，可以試試看下面的小測驗 
http://www.grayman.de/quiz/java-generics-en.quiz
如果你有任何疑問，你幾乎可以在下列這個網(wǎng)站找到你要的解答
http://www.langer.camelot.de/GenericsFAQ/JavaGenericsFAQ.html#Fundamentals%20of%20Java%20Generics
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參考
Generics FAQs
了解泛型
Generic Types, Part 1
Erasure and Accidental Compile-Time Conflicts
Not wild enough
Wildcards in the Generics Specification
http://www.devx.com/Java/Article/16024
http://java.sun.com/j2se/1.5/pdf/generics-tutorial.pdf --Sun 的教學(xué)
http://www.davidflanagan.com/blog/000027.html --Generics Glossary
無痛苦 generics
http://www-106.ibm.com/developerworks/java/library/j-djc02113.html
http://www-106.ibm.com/developerworks/java/library/j-djc03113.html
http://www-106.ibm.com/developerworks/java/library/j-djc04093.html
http://www-106.ibm.com/developerworks/java/library/j-djc05133.html
posted on 2007-02-02 20:29
???MengChuChen 閱讀(1137)
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