定義泛型類別

Java Gossip: 定義泛型類別

當您定義類別時，發現到好幾個類別的邏輯其實都相同，就只是當中所涉及的型態不一樣時，使用複製、貼上、取代的功能來撰寫程式只是讓您增加不必要的檔案管理困擾。

由於Java中所有定義的類別，都以Object為最上層的父類別，所以在 J2SE 5.0 之前，Java程式設計人員可以使用Object來解決上面這樣的需求，為了讓定義出來的類別可以更加通用（Generic），傳入的值或傳回的物件都是以Object為主，當您要取出這些物件來使用時，必須記得將介面轉換為原來的類型，這樣才可以操作物件上的方法。

然而使用Object來撰寫泛型類別（Generic Class）留下了一個問題，因為您必須要轉換介面，粗心的程式設計人員往往會忘了要作這個動作，或者是轉換介面時用錯了型態（像是該用Boolean卻用了Integer），要命的是，語法上是可以的，所以編譯器檢查不出錯誤，真正的錯誤要在執行時期才會發生，這時惱人的ClassCastException就會出來搞怪，在使用Object設計泛型程式時，程式人員要再細心一些、小心一些。

在J2SE 5.0之後，提出了針對泛型（Generics）設計的解決方案，要定義一個簡單的泛型類別是簡單的，直接來看個例子：

GenericFoo.java

public class GenericFoo<T> {
    private T foo;
 
    public void setFoo(T foo) {
        this.foo = foo;
    }
 
    public T getFoo() {
        return foo;
    }
}

<T> 用來宣告一個型態持有者（Holder）T，之後您可以用 T 作為型態代表來宣告變數（參考）名稱，然後您可以像下面的程式來使用這個類別：

GenericFoo<Boolean> foo1 = new GenericFoo<Boolean>();
GenericFoo<Integer> foo2 = new GenericFoo<Integer>();

foo1.setFoo(new Boolean(true));
Boolean b = foo1.getFoo();

foo2.setFoo(new Integer(10));
Integer i = foo2.getFoo();

不同的地方在於，在宣告與配置物件時，您可以一併指定泛型類別中真正的型態，這將用來取代定義時所使用的 T，而這次您可以看到，介面轉換不再需要了，所定義出來的泛型類別在使用時多了一層安全性，至少可以省去惱人的ClassCastException 發生，編譯器可以幫您作第一層防線，例如下面的程式會被檢查出錯誤：

GenericFoo<Boolean> foo1 = new GenericFoo<Boolean>();

foo1.setFoo(new Boolean(true));
Integer b = foo1.getFoo();

foo1.getFoo()傳回的是Boolean，您要將它指定給Integer，這顯然語法上不合，編譯器這時可以派上用場：

Test.java:7: incompatible types
found : java.lang.Boolean
required: java.lang.Integer
Integer b = foo1.getFoo();

如果使用泛型類別，但宣告時不一併指定型態呢？那麼預設會使用Object，不過您就要自己轉換物件的介面型態了，但編譯器會提出警訊，告訴您這可能是不安全的操作：

Note: Test.java uses unchecked or unsafe operations.
Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.

回過頭來看看下面的宣告：

GenericFoo<Boolean> foo1 = new GenericFoo<Boolean>();
GenericFoo<Integer> foo2 = new GenericFoo<Integer>();

GenericFoo< Boolean>宣告的foo1與GenericFoo< Integer>宣告的foo2是相同的類型嗎？答案是否定的，基本上它們分屬於兩個不同類別的類型，即「相當於」下面兩個類型（只是個比喻）：

public class GenericFooBoolean {

          private Boolean foo;

          public void setFoo(Boolean foo) {

              this.foo = foo;

          }

          public Boolean getFoo() {

              return foo;

          }

      }

以及：

public class GenericFooInteger {
    private Integer foo;

    public void setFoo(Integer foo) {
        this.foo = foo;
    }

    public Integer getFoo() {
        return foo;
    }
}

所以您不可以將 foo1 指定給 foo2，或是將 foo2 指定給 foo1，編譯器會回報以下錯誤：

incompatible types

      found : GenericFoo<java.lang.Integer>

      required: GenericFoo<java.lang.Boolean>

      foo1 = foo2;

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