C++ 和 Java 中的“泛型”类型有什么区别？

C++ 有模板。Java 有泛型，看起来有点像 C++ 模板，但它们非常非常不同。

顾名思义，模板的工作原理是为编译器提供一个（等等...）模板，它可以使用该模板通过填充模板参数来生成类型安全代码。

根据我的理解，泛型的工作方式正好相反：编译器使用类型参数来验证使用它们的代码是否是类型安全的，但生成的代码根本没有类型。

将 C++ 模板视为一个非常好的宏系统，将 Java 泛型视为自动生成类型转换的工具。

 

它们之间有很大的区别。在 C++ 中，不必为泛型类型指定类或接口。这就是为什么你可以创建真正的泛型函数和类，但要注意更宽松的类型。

template <typename T> T sum(T a, T b) { return a + b; }

上面的方法添加了两个相同类型的对象，并且可用于任何具有“+”运算符的类型 T。

在 Java 中，如果要对传递的对象调用方法，则必须指定一个类型，如下所示：

<T extends Something> T sum(T a, T b) { return a.add ( b ); }

在 C++ 中，泛型函数/类只能在标头中定义，因为编译器为不同的类型（调用它）生成不同的函数。所以编译速度较慢。在 Java 中，编译没有重大惩罚，但 Java 使用了一种称为“擦除”的技术，其中泛型类型在运行时被擦除，因此在运行时 Java 实际上是在调用......

Something sum(Something a, Something b) { return a.add ( b ); }

尽管如此，Java 的泛型有助于实现类型安全。

Java（和 C#）泛型似乎是一个简单的运行时类型替换机制。
C++ 模板是一种编译时构造，它为您提供了一种修改语言以满足您需求的方法。它们实际上是编译器在编译过程中执行的纯函数式语言。

C++ 模板的另一个优点是专业化。

template <typename T> T sum(T a, T b) { return a + b; }
template <typename T> T sum(T* a, T* b) { return (*a) + (*b); }
Special sum(const Special& a, const Special& b) { return a.plus(b); }

现在，如果使用指针调用 sum，则将调用第二个方法，如果使用非指针对象调用 sum，则将调用第一个方法，如果使用对象调用，则将调用第三个方法。我不认为这在Java中是不可能实现的。sumSpecial

@Keith：

该代码实际上是错误的，除了较小的故障（省略，专用化语法看起来不同）之外，部分专用化不适用于函数模板，仅适用于类模板。但是，该代码可以在没有部分模板专用化的情况下工作，而是使用普通的旧重载：template

template <typename T> T sum(T a, T b) { return a + b; }
template <typename T> T sum(T* a, T* b) { return (*a) + (*b); }

基本上，AFAIK，C++模板为每种类型创建代码副本，而Java泛型使用完全相同的代码。

是的，你可以说C++模板等同于Java泛型概念（尽管更恰当的说法是Java泛型在概念上等同于C++）

如果你熟悉C++的模板机制，你可能会认为泛型是相似的，但相似性是肤浅的。泛型不会为每个专业化生成一个新类，也不允许“模板元编程”。

来自： Java 泛型

Java 泛型与 C++ 模板有很大不同。

基本上在C++中，模板基本上是一个美化的预处理器/宏集（注意：由于有些人似乎无法理解类比，我并不是说模板处理是一个宏）。在 Java 中，它们基本上是语法糖，以最小化对象的样板转换。这是对C++模板与Java泛型的相当不错的介绍。

详细说明这一点：当您使用 C++ 模板时，您基本上是在创建代码的另一个副本，就像您使用宏一样。这允许您执行诸如在模板定义中具有确定数组大小的参数等操作。#defineint

Java 不是这样工作的。在 Java 中，所有对象都来自 java.lang.Object，因此，在泛型之前，您可以编写如下代码：

public class PhoneNumbers {
    private Map phoneNumbers = new HashMap();
    
    public String getPhoneNumber(String name) {
      return (String) phoneNumbers.get(name);
    }
}

因为所有 Java 集合类型都使用 Object 作为其基本类型，因此您可以在其中放置任何内容。Java 5 滚动并添加了泛型，因此您可以执行以下操作：

public class PhoneNumbers {
    private Map<String, String> phoneNumbers = new HashMap<String, String>();
    
    public String getPhoneNumber(String name) {
        return phoneNumbers.get(name);
    }
}

这就是 Java 泛型的全部内容：用于转换对象的包装器。那是因为 Java 泛型没有经过改进。他们使用类型擦除。之所以做出这个决定，是因为 Java 泛型在这篇文章中出现得太晚了，以至于他们不想破坏向后兼容性（只要需要 a 就可以使用 a）。与不使用类型擦除的 .Net/C# 相比，这会导致各种差异（例如，您可以使用基元类型并且彼此之间没有关系）。Map<String, String>MapIEnumerableIEnumerable<T>

使用 Java 5+ 编译器编译的泛型的类在 JDK 1.4 上可用（假设它不使用任何其他需要 Java 5+ 的功能或类）。

这就是为什么 Java 泛型被称为句法糖的原因。

但是，这个关于如何做泛型的决定产生了深远的影响，以至于（极好的）Java 泛型 FAQ 如雨后春笋般涌现，以回答人们对 Java 泛型的许多问题。

C++ 模板具有许多 Java 泛型所没有的功能：

• 使用基元类型参数。

  例如：

  template<class T, int i>
  class Matrix {
      int T[i][i];
      ...
  }
  

  Java 不允许在泛型中使用基元类型参数。

• 使用默认类型参数，这是我在 Java 中缺少的一个功能，但有向后兼容性的原因;

• Java 允许参数的边界。

  例如：

  public class ObservableList<T extends List> {
      ...
  }
  

确实需要强调的是，具有不同参数的模板调用实际上是不同的类型。他们甚至不共享静态成员。在 Java 中，情况并非如此。

除了与泛型的差异之外，为了完整起见，这里是C++和Java（以及另一个）的基本比较。

我还可以推荐 Java 中的思维。作为一名C++程序员，许多概念（如对象）已经是第二天性，但存在细微的差异，因此即使您略读部分，也值得拥有介绍性文本。

在学习 Java 时，你会学到很多东西是所有的库（包括标准的库——JDK 中的东西——和非标准的库，其中包括 Spring 等常用的东西）。Java 语法比 C++ 语法更详细，并且没有很多 C++ 功能（例如运算符重载、多重继承、析构函数机制等），但这也不能严格使其成为 C++ 的子集。

在 Maurice Naftalin， Philip Wadler 的 Java Generics and Collections 中对此主题有很好的解释。我强烈推荐这本书。引用：

Java 中的泛型类似于 C++。...语法是故意的 相似，语义是 刻意不同。... 从语义上讲，Java 泛型是 由擦除定义，其中为 C++ 模板由扩展定义。

请在此处阅读完整的说明。

_{（来源： oreilly.com）}

C++ 模板具有 Java 泛型所没有的另一个功能是专用化。这允许您为特定类型提供不同的实现。因此，例如，您可以为 int 提供高度优化的版本，同时仍然为其余类型提供通用版本。或者，您可以为指针和非指针类型提供不同的版本。如果您想在递给指针时对取消引用的对象进行操作，这将派上用场。

模板只不过是一个宏系统。语法糖。它们在实际编译之前就已经完全扩展了（或者，至少，编译器的行为就好像是这样一样）。

例：

假设我们想要两个函数。一个函数接受两个数字序列（列表、数组、向量等），并返回它们的内积。另一个函数采用一个长度，生成两个该长度的序列，将它们传递给第一个函数，并返回其结果。问题是我们可能会在第二个函数中犯错误，因此这两个函数的长度实际上并不相同。在这种情况下，我们需要编译器来警告我们。不是在程序运行时，而是在编译时。

在 Java 中，你可以做这样的事情：

import java.io.*;
interface ScalarProduct<A> {
    public Integer scalarProduct(A second);
}
class Nil implements ScalarProduct<Nil>{
    Nil(){}
    public Integer scalarProduct(Nil second) {
        return 0;
    }
}
class Cons<A implements ScalarProduct<A>> implements ScalarProduct<Cons<A>>{
    public Integer value;
    public A tail;
    Cons(Integer _value, A _tail) {
        value = _value;
        tail = _tail;
    }
    public Integer scalarProduct(Cons<A> second){
        return value * second.value + tail.scalarProduct(second.tail);
    }
}
class _Test{
    public static Integer main(Integer n){
        return _main(n, 0, new Nil(), new Nil());
    }
    public static <A implements ScalarProduct<A>> 
      Integer _main(Integer n, Integer i, A first, A second){
        if (n == 0) {
            return first.scalarProduct(second);
        } else {
            return _main(n-1, i+1, 
                         new Cons<A>(2*i+1,first), new Cons<A>(i*i, second));
            //the following line won't compile, it produces an error:
            //return _main(n-1, i+1, first, new Cons<A>(i*i, second));
        }
    }
}
public class Test{
    public static void main(String [] args){
        System.out.print("Enter a number: ");
        try {
            BufferedReader is = 
              new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String line = is.readLine();
            Integer val = Integer.parseInt(line);
            System.out.println(_Test.main(val));
        } catch (NumberFormatException ex) {
            System.err.println("Not a valid number");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Unexpected IO ERROR");
        }
    }
}

在 C# 中，您可以编写几乎相同的内容。尝试用 C++ 重写它，它不会编译，抱怨模板无限扩展。

我将用一句话来总结：模板创建新类型，泛型限制现有类型。

下面的答案来自《破解编码面试解决方案》一书到第 13 章，我认为非常好。

Java 泛型的实现植根于“类型擦除”的理念：当源代码转换为 Java 虚拟机 （JVM） 字节码时，这种技术消除了参数化类型。例如，假设您有以下 Java 代码：

Vector<String> vector = new Vector<String>();
vector.add(new String("hello"));
String str = vector.get(0);

在编译过程中，此代码被重写为：

Vector vector = new Vector();
vector.add(new String("hello"));
String str = (String) vector.get(0);

Java 泛型的使用并没有真正改变我们的能力;它只是让事情变得更漂亮了。出于这个原因，Java 泛型有时被称为“语法糖：”。

这与C++完全不同。在 C++ 中，模板本质上是一个美化的宏集，编译器为每种类型创建模板代码的新副本。MyClass 的实例不会与 MyClass 共享静态变量，这证明了这一点。但是，MyClass 的 Tow 实例将共享一个静态变量。

/*** MyClass.h ***/
 template<class T> class MyClass {
 public:
 static int val;
 MyClass(int v) { val v;}
 };
 /*** MyClass.cpp ***/
 template<typename T>
 int MyClass<T>::bar;

 template class MyClass<Foo>;
 template class MyClass<Bar>;

 /*** main.cpp ***/
 MyClass<Foo> * fool
 MyClass<Foo> * foo2
 MyClass<Bar> * barl
 MyClass<Bar> * bar2

 new MyClass<Foo>(10);
 new MyClass<Foo>(15);
 new MyClass<Bar>(20);
 new MyClass<Bar>(35);
 int fl fool->val; // will equal 15
 int f2 foo2->val; // will equal 15
 int bl barl->val; // will equal 35
 int b2 bar2->val; // will equal 35

在 Java 中，静态变量在 MyClass 实例之间共享，而不考虑不同的类型参数。

Java 泛型和 C++ 模板还有许多其他差异。这些包括：

• C++ 模板可以使用基元类型，如 int。Java 不能而且必须 请改用 Integer。
• 在 Java 中，您可以将模板的类型参数限制为 某种类型。例如，您可以使用泛型来实现 CardDeck 并指定 type 参数必须从 纸牌游戏。
• 在 C++ 中，类型参数可以实例化，而 Java 则不能 支持这个。
• 在 Java 中，type 参数（即 MyClass 中的 Foo）不能是 用于静态方法和变量，因为它们将在 MyClass 和 MyClass 之间共享。在 C++ 中，这些类是不同的，因此类型参数可用于静态方法和变量。
• 在 Java 中，MyClass 的所有实例，无论其类型参数如何，都是相同的类型。类型参数在运行时被擦除。在 C++ 中，具有不同类型参数的实例是不同的类型。

我想在这里引用askanydifference：

C++ 和 Java 之间的主要区别在于它们对平台的依赖。虽然C++是依赖于平台的语言，但Java是独立于平台的语言。

上面的陈述是C++能够提供真正的泛型类型的原因。虽然 Java 确实有严格的检查，因此它们不允许像 C++ 那样使用泛型。