1.新王登基

登基以后***次早朝， 意氣風(fēng)發(fā)的第5代Java國王坐在寶座上，看著下面恭恭敬敬的各位大臣，心情大好。

他早已下定決心，要刷新吏治，革除弊端，將Java帝國帶上更高的***。

國王的***道命令就是要求各位大臣展開一場轟轟烈烈的自檢運(yùn)動，對自己負(fù)責(zé)的領(lǐng)域好好檢查一遍，傾聽一下帝國臣民們的呼聲，半個(gè)月以后，每個(gè)大臣至少要報(bào)上來三條合理化建議。

下面的大臣心說這肯定是三分鐘熱度，過段時(shí)間國王就忘了。雖然這么想，嘴上還是說道：“陛下圣明，真乃開天辟地之舉，定會使我Java帝國江山永固。”

沒想到半個(gè)月后又一次早朝，國王真的開始檢查作業(yè)了： “IO大臣，你那里情況如何? ”

老奸巨猾的IO大臣雖然挨了當(dāng)頭一棒，愣了一下，但是馬上恢復(fù)了：“陛下，我Java帝國自成立以來，經(jīng)過先祖?zhèn)儎罹珗D治，制度幾近***， 國家繁榮昌盛，子民們無不交口稱頌， 我這里實(shí)在是沒有什么可以改進(jìn)的了。”

其他大臣也紛紛附和：“IO大臣所言極是，臣這里也找不到了” 。

國王看著這些不干事兒的官僚，恨得牙癢癢：“哼哼! 你們沒有，朕這里可是有啊，來人，宣C++帝國的使者進(jìn)殿!”

2.C++使者

一個(gè)年輕人在大家狐疑的目光中走了進(jìn)來， 在大殿中央給國王行了禮。

國王說道：“這是C++國王來的使者，他帶來了一個(gè)我們帝國沒有的新玩意兒。 泛型先生，你一路舟車勞頓，辛苦了，煩請你給我們說說C++王國的泛型吧。”

看來國王早就和這個(gè)家伙串通好了，等著給我們好看呢， 要小心， IO大臣警覺起來。

這個(gè)被稱為泛型先生的家伙說：“Java語言以嚴(yán)謹(jǐn)而著稱， 但是設(shè)計(jì)的時(shí)候卻沒有把泛型這個(gè)重要的概念給考慮進(jìn)去，確實(shí)是不應(yīng)該啊。”

“什么是泛型? 能舉個(gè)例子嗎?”　線程大臣問道。

泛型先生展示了一段代碼：

集合框架大臣一看這小子竟然想拿自己開刀，這還了得， 接過話頭兒說：“這有什么問題?”

小伙子說： “我向List當(dāng)中加了一個(gè)字符串和整數(shù)， 看起來沒有問題，可是使用List的人就麻煩了，他必須得知道***個(gè)元素是字符串類型， 第二個(gè)是Integer， 還得強(qiáng)制轉(zhuǎn)型，要不然就會出錯(cuò)。”

“這不很正常嗎? ” 集合框架大臣問道 “ 寫程序的那些碼農(nóng)當(dāng)然要記住每個(gè)元素的類型了， 再說了，我這個(gè)List 能容納任何類型的元素，多靈活!”

泛型使者說：“這么做會增加使用者的責(zé)任，編譯器也無法幫忙， 在運(yùn)行時(shí)才會拋出Class Cast 異常。”

“那你說說，怎么才能讓編譯器幫忙?”

“這就是我來這里的目的了，在我的家鄉(xiāng)C++帝國， 我們可以定義一個(gè)模板類，例如：”

“這里定義了一個(gè)模板類List , 通過它你可以實(shí)例化成你想要的任何類型，例如List<int>, List<string>，List<Employee>...... 上面的代碼實(shí)例化了一個(gè)List<int>，所以你只能往里邊添加整數(shù)，如果添加其他類型的值例如字符串， 編譯器就能檢查出來，直接報(bào)錯(cuò)。 我們C++帝國把這種能力稱為泛型(Generics) ”

集合框架大臣笑道： “哈哈，這么古怪的語法，怪不得你們C++越來越.... ” 一轉(zhuǎn)眼看到Java國王那威嚴(yán)的目光， 他生生地把后半句給咽了進(jìn)去。

“眾位愛卿，估計(jì)你也看到了，這個(gè)‘泛型’能夠在編譯期檢查出錯(cuò)誤， 使用List的人也不用做強(qiáng)制轉(zhuǎn)型了，還是很有好處的。我們Java 也應(yīng)該加上類似功能”

“怎么加上呢? ” 集合框架大臣問道。

“好辦啊，仿照C++的語法就行了” Java國王心想，這些占據(jù)高位，但是又不做事的家伙們以后要統(tǒng)統(tǒng)替換掉。

國王讓呂公公展開了一張寫滿代碼的紙：

“大家看看這段代碼，看到那個(gè)T沒有，你可以它想象成一個(gè)占位符，將來可以傳入任意類型，例如Integer, String等等”

集合框架大臣一看國王連代碼都寫好了，心說這國王也真夠拼的， 看來是鐵了心要這么干了。

3.泛型實(shí)現(xiàn)

IO大臣說：“陛下圣明，臣愚鈍，還有一事不明，這個(gè)所謂的泛型，怎么實(shí)現(xiàn)呢?”

C++泛型使者說： “在我們C++帝國，每次你去實(shí)例化一個(gè)泛型/模板類都會生成一個(gè)新的類，例如模板類是List ，然后你用int ,double,string, Employee 分別去實(shí)例化， 那編譯的時(shí)候，我們就會生成四個(gè)新類出來，例如List_int和List_double，List_string, List_Employee。”

集合框架大臣說：“啊?! 這樣一來得生成很多新的類出來啊，系統(tǒng)會不會膨脹得要爆炸了。”

國王說：“不用擔(dān)心，我已經(jīng)給C++的泛型使者深談過，我們不用膨脹法， 相反，我們用擦除法。”

“擦除法? ” 眾大臣面面相覷。

“簡單來說就是一個(gè)參數(shù)化的類型經(jīng)過擦除后會去除參數(shù)， 例如ArrayList<T> 會被擦除為ArrayList”

“那我傳入的String，Integer等都消失了?” 集合框架大臣大驚失色。

“不會的，我會把他們變成Object , 例如ArrayList<Integer>其實(shí)被擦除成了原始的ArrayList ：

線程大臣問道： “陛下， 我們通過泛型， 本來是不想讓臣民們寫那個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)型的，臣民們可以寫成這樣 Integer i = list1.get(0); 現(xiàn)在類型被擦除，都變成Object了， 怎么處理啊? ”

Java國王說： “ 很簡單啊， 在編譯的時(shí)候做點(diǎn)手腳，加個(gè)自動的轉(zhuǎn)型嘛： Integer i = (Integer)list1.get(0);”

“陛下真是高瞻遠(yuǎn)矚， 臣等拜服” IO大臣馬上拍馬屁。

4.泛型方法

集合框架大臣說： “陛下，剛才您說的都是泛型類， 對于一些靜態(tài)方法該怎么辦?”

“簡單啊，把那個(gè)<T>移到方法上去!” 國王的命令不容置疑

集合框架大臣看了一會，自言自語到： “這個(gè)靜態(tài)的函數(shù)是求***值的，就是說需要對List中的元素比較大小，如果臣民們傳入的T沒有實(shí)現(xiàn)Comparable接口，就沒法比較大小了!”

線程大臣，IO大臣紛紛點(diǎn)頭稱是。

王國心想這些大臣也不是一無是處，還是有點(diǎn)想法的嘛， 他轉(zhuǎn)向C++的使者： “這倒是個(gè)難題， 泛型使者， 你怎么看?”

“這個(gè)容易，可以做一個(gè)類型的限制， 讓臣民們傳入類型T必須是Comparable的子類才行， 要不然編譯器就報(bào)錯(cuò)， 我建議使用extends關(guān)鍵字。” C++的泛型使者看起來很有經(jīng)驗(yàn)。

“妙啊” 國王大為贊賞 “來人， 賞金500兩! ”

IO大臣提議： “陛下，臣提議讓泛型使者在京城多呆幾天，協(xié)助我們把Java泛型給實(shí)現(xiàn)了。”

國王說：“準(zhǔn)奏，這是一件大事情， 希望各位愛卿同心協(xié)力， 辦好后朕還有重賞。”

(老劉注： 除了extends之外， Java泛型還支持super, 實(shí)際上為了更加靈活，上面的Comparable<T> 應(yīng)該寫成Comparable <? super T> ， 這里不再展開描述。)

5.泛型和繼承

經(jīng)過了幾個(gè)月的準(zhǔn)備， Java泛型正式推出，開始讓臣民們使用了。

不出國王和大臣所料， 泛型極大程度地減少了運(yùn)行期那些轉(zhuǎn)型導(dǎo)致的異常，簡化了代碼，受到了大家的一致歡迎。

國王特地設(shè)置了一個(gè)泛型大臣的職務(wù)， 暫時(shí)讓集合框架大臣兼任， 沒辦法，集合框架的改動是泛型的一個(gè)重頭戲。

過了幾天， 泛型大臣兼集合框架大臣上了一個(gè)奏章，上面有一張圖和若干代碼：

國王覺得很詫異，這是怎么回事，print函數(shù)能接受的參數(shù)不是ArrayList<Fruit>嗎? 當(dāng)傳遞一個(gè)ArrayList<Apple>為什么出錯(cuò)呢， 難道我們Java帝國的多態(tài)不管用了嗎?

他召來泛型大臣問個(gè)明白。

泛型大臣說：“陛下明鑒，這個(gè)Apple 雖然是Fruit的子類， 但是 ArrayList<Apple>卻不是 ArrayList<Fruit>的子類，實(shí)際上他們倆之間是沒有關(guān)系的，不能做轉(zhuǎn)型操作，所以調(diào)用print的時(shí)候就報(bào)錯(cuò)了。

“為什么不能讓ArrayList<Apple>轉(zhuǎn)成ArrayList<Fruit>呢? ”

“如果可以這么做的話， 那么不但可以向這個(gè)list中加入Apple, 還可以加入Orange, 泛型就被破壞了”

“奧，原來如此” 國王心想泛型大臣還是不錯(cuò)滴。 “那針對剛才的問題怎么辦呢?”

“我和各位大臣商量了，我們打算引入一個(gè)通配符的方式來解決， 把函數(shù)的輸入?yún)?shù)改為改成下面這樣：”

“也就是說，傳進(jìn)來的參數(shù)，只要是Fruit或者Fruit的子類都可以，對吧” 國王看出了關(guān)鍵。

“是的，陛下，這樣以來就可以接收ArrayList<Fruit> 和 ArrayList<Apple> ,ArrayList<Orange> 這樣的參數(shù)了!”

“好吧，雖然看起來有點(diǎn)不爽， 就這么實(shí)施吧!”

【本文為51CTO專欄作者“劉欣”的原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請通過作者微信公眾號coderising獲取授權(quán)】

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