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Java泛型是J2 SE1.5中引入的一个新特性,其本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数(type parameter)这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 [1] 展开全文
Java泛型是J2 SE1.5中引入的一个新特性,其本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数(type parameter)这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 [1]
信息
外文名
Java generics
软件语言
Java
特    点
运行效率高等
所属领域
计算机科学技术
中文名
Java泛型
适用版本
Java SE 1.5以上
java泛型提出背景
Java集合(Collection)中元素的类型是多种多样的。例如,有些集合中的元素是Byte类型的,而有些则可能是String类型的,等等。Java允许程序员构建一个元素类型为Object的Collection,其中的元素可以是任何类型在Java SE 1.5之前,没有泛型(Generics)的情况下,通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”,“任意化”带来的缺点是要作显式的强制类型转换,而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以在预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况,编译器可能不提示错误,在运行的时候才出现异常,这是一个安全隐患。因此,为了解决这一问题,J2SE 1.5引入泛型也是自然而然的了。 [1] 
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  • Java_泛型的作用

    千次阅读 2019-06-12 19:07:48
    java泛型,是javaSE 1.5的新特性,泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为【泛型类】、【泛型接口】、【泛型方法】。 泛型...

    1、泛型概念      

          java 泛型,java SE 1.5的新特性,泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为【泛型类】、【泛型接口】、【泛型方法】。 

           泛型(Generic type 或者 generics)是对 Java 语言的类型系统的一种扩展,以支持创建可以按类型进行参数化的类。可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符,就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。

            可以在集合框架(Collection framework)中看到泛型的动机。例如,Map 类允许您向一个 Map 添加任意类的对象,即使最常见的情况是在给定映射(map)中保存某个特定类型(比如 String)的对象。
    因为 Map.get() 被定义为返回 Object,所以一般必须将 Map.get() 的结果强制类型转换为期望的类型,如下面的代码所示:
     

    //未使用泛型
    Map map1 = new HashMap();
    map1.put("key", "values");
    String str1 = (String) map1.get("key");
    

            将 get() 的结果强制类型转换为 String,程序才能编译成功,并且希望结果真的是一个 String。但是,也可在该映射中保保存其他类型的数据,如此,上面的代码将会抛出异常:ClassCastException。
    理想情况下,您可能会得出这样一个观点,即 map1 是一个 Map,它将 String 键映射到 String 值。这可以让您消除代码中的强制类型转换,同时获得一个附加的类型检查层,该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。

    //使用泛型
    Map<String,String> map2 = new HashMap();
    map2.put("key", "values");
    String str2 = map2.get("key");

    2、泛型作用

        Java 语言中,引入泛型实乃为一个较大的功能增强。不仅语言、类型系统和编译器有了较大的变化,以支持泛型,而且类库也进行了大翻修,所以许多重要的类,比如集合框架,都已经成为泛型化的了。作用如下:

    1,类型安全。 

        泛型的主要目标是提高 Java 程序的类型安全。编译时的强类型检查;通过知道使用泛型定义的变量的类型限制,编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型,这些假设就只存在于程序员的头脑中(或者如果幸运的话,还存在于代码注释中)。

    2,消除强制类型转换。 

        泛型的一个附带好处是,消除源代码中的许多强制类型转换。这使得代码更加可读,并且减少了出错机会。

    3,潜在的性能收益。 

        泛型为较大的优化带来可能。在泛型的初始实现中,编译器将强制类型转换(没有泛型的话,程序员会指定这些强制类型转换)插入生成的字节码中。但是更多类型信息可用于编译器这一事实,为未来版本的 JVM 的优化带来可能。由于泛型的实现方式,支持泛型(几乎)不需要 JVM 或类文件更改。所有工作都在编译器中完成,编译器生成类似于没有泛型(和强制类型转换)时所写的代码,只是更能确保类型安全而已。

         Java语言引入泛型的好处是安全简单。泛型的好处是在编译的时候检查类型安全,并且所有的强制转换都是自动和隐式的,提高代码的重用率。

    4、更好的代码复用性,比如实现泛型算法

        在框架设计时候,BaseDao<T>、BaseService<T>、BaseDaoImpl<T>、BaseServiceImpl<T>;通过继承,实现抽象了所有公共方法,避免了每次都要写相同的代码。

    3、泛型使用场景

    1)集合

    2)泛型类

        返回参数封装类,如下代码。

    3)泛型接口

    4)泛型方法

     

    import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonView;
    import com.myfutech.common.util.enums.ResponseCode;
    import com.myfutech.common.util.vo.BaseView;
    import io.swagger.annotations.ApiModel;
    import io.swagger.annotations.ApiModelProperty;
    
    @ApiModel(value = "Responses", description = "响应信息")
    public class Responses<T> {
    
        public static <T> Responses<T> success(){
            return new Responses<>(ResponseCode.SUCCESS_CODE, "", null);
        }
    
        public static <T> Responses<T> success(T result){
            return new Responses<>(ResponseCode.SUCCESS_CODE, "", result);
        }
    
        public static <T> Responses<T> success(String msg, T result){
            return new Responses<>(ResponseCode.SUCCESS_CODE, msg, result);
        }
    
        public static <T> Responses<T> error(String msg){
            return new Responses<>(ResponseCode.ERROR_CODE, msg, null);
        }
    
        public static <T> Responses<T> error(ResponseCode code){
            return new Responses<>(code, code.getDefaultMsg(), null);
        }
    
        public static <T> Responses<T> error(ResponseCode code, String msg){
            return new Responses<>(code, msg, null);
        }
    
        @JsonView(BaseView.class)
        @ApiModelProperty("响应编码")
        private String code;
        @JsonView(BaseView.class)
        @ApiModelProperty("响应消息")
        private String msg;
        @JsonView(BaseView.class)
        @ApiModelProperty("响应体")
        private T result;
    
        public Responses() {
        }
    
        private Responses(ResponseCode code, String msg, T result) {
            this.code = code.getCode();
            this.msg = msg;
            this.result = result;
        }
    
        public String getCode() {
            return code;
        }
    
        public boolean notSuccess() {
            return !ResponseCode.SUCCESS_CODE.getCode().equals(code);
        }
    
        public String getMsg() {
            return msg;
        }
    
        public T getResult() {
            return result;
        }
    
        public void setCode(String code) {
            this.code = code;
        }
    
        public void setMsg(String msg) {
            this.msg = msg;
        }
    
        public void setResult(T result) {
            this.result = result;
        }
    }
    

     

    4、泛型使用规则和限制

        1、泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不可以是简单类型。

        2、同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的。

        3、泛型的类型参数可以有多个。

        4、泛型的参数类型可以使用extends语句,例如<T extends superclass>。习惯上成为“有界类型”。

        5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName(Java.lang.String);
        

     

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  • Java 泛型方法

    万次阅读 2019-06-09 20:18:33
    Java 7 的“菱形”语法与泛型构造器 设定通配符·下限 泛型方法与方法重载 Java 8 改进的类型推断 1. 定义泛型方法 假设需要实现这样一个方法:该方法负责将一个 Object 数组的所有元素添加到一个 Collection 集合...

    本文包含:

    1. 定义泛型方法
    2. 泛型方法和类型通配符的区别
    3. Java 7 的“菱形”语法与泛型构造器
    4. 设定通配符·下限
    5. 泛型方法与方法重载
    6. Java 8 改进的类型推断

    1. 定义泛型方法

    假设需要实现这样一个方法:该方法负责将一个 Object 数组的所有元素添加到一个 Collection 集合中。考虑采用如下代码来实现该方法:
    在这里插入图片描述
    上面定义的方法没有任何问题,关键在于方法中的c 参数,它的数据类型是 Collection。正如前面介绍的,Collection 不是 Collection 的子类型—所以这个方法的功能很有限,它只能将 Object[] 数组的元素复制到元素为 Object (Object 的子类不行)的Collection 集合中,即下面代码会引起问题。
    在这里插入图片描述
    可见上面方法的参数类型不可以使用 Collection,
    使用通配符 Collection<?> 也不行,因为Java 不允许把对象放进一个未知类型的集合里。
    为解决这个问题,可以使用 Java 5 提供的泛型方法,在声明方法时定义一个或多个类型形参。泛型用法格式如下:
    在这里插入图片描述
    该泛型方法的方法签名比普通方法的方法签名多了类型形参声明,类型形参声明以尖括号括起来,多个类型形参直接以逗号(,)隔开,所有的类型形参声明放在方法修饰符和返回值类型之间。
    采用支持泛型的方法,就可以将上面的 fromArrayToCollection 方法改写为如下形式:
    在这里插入图片描述
    下面程序示范了完整用法:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    上面程序调用了一个泛型方法,该泛型方法中定义了一个 T 类型形参,这个 T 类型形参就可以在该方法内当成普通类型使用。与接口、类声明中定义的类型参数不同的是,方法声明中定义的形参只能在该方法内使用,而接口、类声明中定义的类型形参则可以在整个接口、类中使用。

    与类,接口中泛型参数不同的是,方法中的泛型参数无须显式传入实际类型参数,如上面程序所示,当程序调用 fromArrayToCollection() 方法时,无须在调用该方法前传入String、Object 等类型,但系统依然可以知道类型参数的数据类型,因为编译器根据实参推断类型实参的值,它通常推断出最直接的类型参数。例如,下面调用程序:
    在这里插入图片描述
    上面代码中 cs 是一个 Collection 类型,与方法定义时的 fromArrayToCollection(T[] a, Collection c)进行比较—只比较泛型参数,不难发现该 T 类型形参代表的实际类型是 String 类型。
    对于如下调用代码:
    在这里插入图片描述
    上面的 cn 是Collection 类型,与此方法的方法签名进行比较—只比较泛型参数,不难发现该T 类型形参代表了 Number 类型。
    在下面程序中:
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
    上面程序中定义了 test() 方法,该方法用于将前一个集合中的元素复制到下一个集合中,该方法中的两个形参from、to 的类型都是 Collection,这要求调用该方法时的两个集合实参中的泛型类型相同,否则编译器无法准确地推断出泛型方法中类型形参的类型。

    上面程序中定义了 test() 方法,该方法用于将集合中的元素复制到下一个集合中,该方法中的两个形参from、to 的类型都是 Collection,这要求调用该方法时的两个集合实参中的泛型类型相同,否则编译器无法准确地推断出泛型方法中类型形参的类型。

    上面程序中调用 test 方法传入两个实际参数,其中 as 的数据类型是 List,而 ao 的数据类型是 List,与泛型方法签名进行对比:test(Collection a,Collection c>,编译器无法正确识别 T 所代表的实际类型。
    为了避免此错误,可将方法改为如下:
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    2. 泛型方法和类型通配符的区别

    大多数时候都可以使用泛型方法来代替类型通配符。例如,对于 Java 的Collection 接口中两个方法定义:
    在这里插入图片描述
    上面集合中两个方法的形参都采用了类型通配符的形式,也可以采用泛型方法的形式,如下所示:
    在这里插入图片描述
    上面方法使用了 泛型形式,这时定义类型形参时设定上限(其中 E 是Collection 接口里定义的类型形参,在该接口里 E 可以当成普通类型使用)
    上面两个方法中类型形参 T 只使用了一次,类型形参 T 产生的唯一效果是可以在不同的调用点传入不同的实际类型。对于这种情况,应该使用通配符。通配符就是被设计用来支持灵活的子类化的。
    泛型方法允许类型形参被用来表示方法的一个或多个参数之间的依赖关系,或者方法返回值与参数之间的类型依赖关系。如果没有这样的类型依赖关系,就不应该使用类型方法。
    在这里插入图片描述
    如果有需要,也可以同时使用泛型方法和通配符,如 Java 的 Collections.copy()方法。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    3. Java 7 的“菱形”语法与泛型构造器

    泛型构造器可以在构造器签名中声明类型形参,那么在调用构造器时就可以根据数据类型来推断类型形参的类型,程序员也可以显式的为构造器中的类型形参指定实际的类型。

    在这里插入图片描述

    4. 设定通配符下限

    假设自己实现一个工具方法:实现将 src 集合里的元素复制到 dest 集合里的功能,因为 dest 集合可以保存 src 集合里的所有元素,所以 dest 集合元素里的类型应该是 src 集合元素类型的父类。为了表示两个参数之间的类型依赖,可以考虑同时使用通配符、泛型参数来实现这些方法。
    在这里插入图片描述
    上面方法实现了前面的类型。现在假设该方法需要一个返回值,返回最后一个被复制的元素,则可以把上面方法改为如下形式:
    在这里插入图片描述
    在遍历 src 集合元素时,src 元素的类型是不确定的(只可以肯定它是 T 的子类),程序只能用 T 来笼统表示各种 src 集合的元素类型。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    使用这种语句,可以保证程序的 1 处调用后推断出最后一个被复制的元素类型是 Integer,而不是笼统的 NUmber 类型。
    实际上, Java 集合框架中的 TreeSet 有一个构造器也用到了这种设定通配符下限的语句,如下所示:
    在这里插入图片描述
    TreeSet 会对集合中的元素按自然顺序或定制顺序进行排序。如果需要 TreeSet 对集合中的所有元素进行定制排序,则要求 TreeSet 对象有一个与之关联的 Comparator 对象。上面构造器中的参数 c 就是进行定制排序的 Comparator 对象。
    Comparator 接口也是一个带泛型声明的接口:
    在这里插入图片描述
    通过这种带下限的通配符的语法,可以在创建 TreeSet 对象时灵活选择合适的 Comparator 。假定需要创建一个 TreeSet 集合,并传入一个可以比较 String 大小的 Comparator,这个 Comparator 既可以是 Comparator,也可以是 Comparator —只要尖括号里传入的类型是String 的父类型(或它本身)即可。
    在这里插入图片描述
    通过使用这种通配符下限的方式来定义 TreeSet 构造器的参数,就可以将所有可用的 Comparator 作为参数传入,从而增加了程序的灵活性。当然,不仅 TreeSet 有这种用法,TreeMap 也有类似的用法。

    5. 泛型方法与方法重载

    因为泛型既允许设定通配符的上限,也允许设定通配符的下限,从而允许在一个类里包含如下两个方法定义:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    上面的 MyUtils 类中包含两个 copy() 方法,这两个方法的参数列表有区别。
    在这里插入图片描述

    6. Java 8 改进的类型推断

    类型推断主要有如下两个方面:

    1. 可通过调用方法的上下文来推断类型参数的目标参数
    2. 可在方法调用链中,将推断得到的类型参数传递到最后一个方法。
      在这里插入图片描述
      上面程序中前两行粗体字代码的作用完全相同,但第一行代码无须在调用 MyUtil 类的 nil()方法时显式指定类型参数为 String ,这是因为程序需要将该方法的返回值赋值给 MyUtil类型,因此系统可以自动推断出此处的类型参数为 String 类型。
      上面程序中第 3 行与第 4 行粗体字代码的作用也完全相同,但第 3 行粗体字代码也无须在调用 MyUtil 类的 nil() 方法时显式指定类型参数为 Integer,这是因为程序将 nil() 方法的返回值作为了 MyUtil 类的 cons() 方法的第二个参数,而程序可以根据 cons() 方法的第一个参数(42)推断出此处的类型参数为 Integer 类型。
      虽然 Java 8 增强了泛型推断的能力,但也不是万能的。下面代码就是错的:
      在这里插入图片描述
      因此,上面这行代码必须显式指定类型参数,即将代码改为如下形式:
      在这里插入图片描述
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  • Java泛型(参数化类型)

    万次阅读 多人点赞 2018-05-30 20:22:21
    泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也...

    平时工作中泛型用到的比较多,但是并没有对泛型有更进一步的了解,所以最近看了很多的资料,这里也进行一个总结和汇总。

    泛型是Java中一个非常重要的特性,在各种面向对象的编程、设计模式、开源框架和Java集合中都有非常广泛的应用。

    本文参考:java 泛型详解Java中的泛型方法、 java泛型详解java 泛型详解

    1、泛型概念的提出

    Java语言类型包括八种基本类型(byte short int long float double boolean char)和复杂类型,复杂类型包括类和数组。
    早期Java版本(1.4之前)如果要代指某个泛化类对象,只能使用Object,这样写出来的代码需要增加强转,而且缺少类型检查,代码缺少健壮性。在1.5之后,Java引入了泛型(Generic)的概念,提供了一套抽象的类型表示方法。利用泛型,我们可以:
    1、表示多个可变类型之间的相互关系:HashMap<T,S>表示类型T与S的映射,HashMap<T, S extends T>表示T的子类与T的映射关系

    2、细化类的能力:ArrayList<T> 可以容纳任何指定类型T的数据,当T代指人,则是人的有序列表,当T代指杯子,则是杯子的有序列表,所有对象个体可以共用相同的操作行为

    3、复杂类型被细分成更多类型:List<People>和List<Cup>是两种不同的类型,这意味着List<People> listP = new ArrayList<Cup>()是不可编译的。后面会提到,这种检查基于编译而非运行,所以说是不可编译并非不可运行,因为运行时ArrayList不保留Cup信息。另外要注意,即使People继承自Object,List<Object> listO = new ArrayList<People>()也是不可编译的,应理解为两种不同类型。因为listO可以容纳任意类型,而实例化的People列表只能接收People实例,这会破坏数据类型完整性。

    看一段代码:

    public class GenericsDemo {
        public static void main(String[] args) {
            List list = new ArrayList();
            list.add("str1");
            list.add("test");
            list.add(100);
    
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                String name = (String) list.get(i); // java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
                System.out.println("name:" + name);
            }
        }
    }

    定义了一个List类型的集合,先向其中加入了两个字符串类型的值,随后加入一个Integer类型的值。这是完全允许的,因为此时list默认的类型为Object类型。在之后的循环中,由于忘记了之前在list中也加入了Integer类型的值或其他编码原因,很容易出现类似例子中ClassCastException的错误。因为编译阶段正常,而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常。因此,导致此类错误编码过程中不易发现。

    在如上的编码过程中,我们发现主要存在两个问题:

    1、当我们将一个对象放入集合中,集合不会记住此对象的类型,当再次从集合中取出此对象时,改对象的编译类型变成了Object类型,但其运行时类型任然为其本身类型。

    2、因此,//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型,且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。

    那么有没有什么办法可以使集合能够记住集合内元素各类型,且能够达到只要编译时不出现问题,运行时就不会出现“java.lang.ClassCastException”异常呢?答案就是使用泛型。

    2、什么是泛型?

    泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。

    泛型的本质是为了参数化类型(在不创建新的类型的情况下,通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型)。也就是说在泛型使用过程中,操作的数据类型被指定为一个参数,这种参数类型可以用在类、接口和方法中,分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

    看起来有点绕,我们还是用上面的例子,现在采用泛型的写法:

        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<String>();
            list.add("str1");
            list.add("test");
    //        list.add(100);  //编译阶段这里就会报错
    
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                String name = list.get(i);
                System.out.println("name:" + name);
            }
        }

    采用泛型写法后,想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误,通过List<String>,直接限定了list集合中只能含有String类型的元素,从而在从list里面Get数据的时候无须进行强制类型转换,因为此时,集合能够记住元素的类型信息,编译器已经能够确认它是String类型了。

    3、特性

    泛型只在编译阶段有效。看下面的代码:

            List<String> stringArrayList = new ArrayList<String>();
            List<Integer> integerArrayList = new ArrayList<Integer>();
    
            Class classStringArrayList = stringArrayList.getClass();
            Class classIntegerArrayList = integerArrayList.getClass();
    
            if(classStringArrayList.equals(classIntegerArrayList)){
                System.out.print("输入结果:类型相同");
            }
    输入结果:类型相同

    通过上面的例子可以证明,在编译之后程序会采取去泛型化的措施。也就是说Java中的泛型,只在编译阶段有效。在编译过程中,正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,并且在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换的方法。也就是说,泛型信息不会进入到运行时阶段。

    总结成一句话:泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型。

    4、泛型的使用

    泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法。

    泛型类

    泛型类用于类的定义中,被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类,如:List、Set、Map。

    泛型类的最基本写法(这么看可能会有点晕,会在下面的例子中详解):

    class 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{
      private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var; 
      .....
    
      }
    }

    下面是一个最简单的自定义泛型类

    //此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
    //在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
    public class BOX<T>{ 
        //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
        private T key;
    
        public Box(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
            this.key = key;
        }
    
        public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
            return key;
        }
    }
            //泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型
            //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.
            Box<Integer> boxInteger = new Box<Integer>(123456);
    
            //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.
            Box<String> boxString = new Box<String>("key_vlaue");
            System.out.println("泛型测试: key is " + boxInteger.getData());
            System.out.println("泛型测试: key is " + boxString.getData());
    泛型测试: key is 123456
    泛型测试: key is key_vlaue

    定义的泛型类,就一定要传入泛型类型实参么?并不是这样,在使用泛型的时候如果传入泛型实参,则会根据传入的泛型实参做相应的限制,此时泛型才会起到本应起到的限制作用。如果不传入泛型类型实参的话,在泛型类中使用泛型的方法或成员变量定义的类型可以为任何的类型。下面的例子编译没有问题,获取对象的value也正确。

        Box box = new Box("string");
        Box box1 = new Box(1234);
        Box box2 = new Box(12.34);

    泛型接口

    泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中,可以看一个例子:

    //定义一个泛型接口
    public interface Generator<T> {
        //接口方法
        public T next();
    }

    当实现泛型接口的类,未传入泛型实参时:

    /**
     * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
     * 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
     * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class"
     */
    class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
        @Override
        public T next() {
            return null;
        }
    }

    当实现泛型接口的类,传入泛型实参时:

    /**
     * 传入泛型实参时:
     * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>
     * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
     * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
     * 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
     */
    public class FruitGenerator implements Generator<String> {
    
        private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};
    
        @Override
        public String next() {
            Random rand = new Random();
            return fruits[rand.nextInt(3)];
        }
    }

    泛型通配符

    我们知道IngeterNumber的一个子类,同时在特性章节中我们也验证过Generic<Ingeter>Generic<Number>实际上是相同的一种基本类型。那么问题来了,在使用Generic<Number>作为形参的方法中,能否使用Generic<Ingeter>的实例传入呢?在逻辑上类似于Generic<Number>Generic<Ingeter>是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢?

    为了弄清楚这个问题,我们使用Generic<T>这个泛型类继续看下面的例子:

    public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
        System.out.println("泛型测试:key value is " + obj.getKey());
    }
    Generic<Integer> gInteger = new Generic<Integer>(123);
    Generic<Number> gNumber = new Generic<Number>(456);
    
    showKeyValue(gNumber);
    
    // showKeyValue这个方法编译器会为我们报错:Generic<java.lang.Integer> 
    // cannot be applied to Generic<java.lang.Number>
    // showKeyValue(gInteger);

    通过提示信息我们可以看到Generic<Integer>不能被看作为`Generic<Number>的子类。由此可以看出:同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的

    回到上面的例子,如何解决上面的问题?总不能为了定义一个新的方法来处理Generic<Integer>类型的类,这显然与java中的多台理念相违背。因此我们需要一个在逻辑上可以表示同时Generic<Integer>Generic<Number>父类的引用类型。由此类型通配符应运而生。

    我们可以将上面的方法改一下:

    public void showKeyValue1(Generic<?> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

    类型通配符一般是使用?代替具体的类型实参,注意了,此处’?’是类型实参,而不是类型形参 。重要说三遍!此处’?’是类型实参,而不是类型形参 ! 此处’?’是类型实参,而不是类型形参 !再直白点的意思就是,此处的?和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型,可以把?看成所有类型的父类。是一种真实的类型。

    可以解决当具体类型不确定的时候,这个通配符就是 ?  ;当操作类型时,不需要使用类型的具体功能时,只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。

    泛型方法

    泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。泛型类的定义非常简单,但是泛型方法就比较复杂了。

    /**
     * 泛型方法的基本介绍
     * @param tClass 传入的泛型实参
     * @return T 返回值为T类型
     * 说明:
     *     1)public 与 返回值中间<T>非常重要,可以理解为声明此方法为泛型方法。
     *     2)只有声明了<T>的方法才是泛型方法,泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
     *     3)<T>表明该方法将使用泛型类型T,此时才可以在方法中使用泛型类型T。
     *     4)与泛型类的定义一样,此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
     */
    public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
      IllegalAccessException{
            T instance = tClass.newInstance();
            return instance;
    }
    Object obj = genericMethod(Class.forName("com.test.test"));
    泛型方法的使用

    光看上面的例子有的同学可能依然会非常迷糊,我们再通过一个例子,把我泛型方法再总结一下。

    public class GenericTest {
       //这个类是个泛型类,在上面已经介绍过
       public class Generic<T>{     
            private T key;
    
            public Generic(T key) {
                this.key = key;
            }
    
            //我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。
            //这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。
            //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
            public T getKey(){
                return key;
            }
    
            /**
             * 这个方法显然是有问题的,在编译器会给我们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E"
             * 因为在类的声明中并未声明泛型E,所以在使用E做形参和返回值类型时,编译器会无法识别。
            public E setKey(E key){
                 this.key = keu
            }
            */
        }
    
        /** 
         * 这才是一个真正的泛型方法。
         * 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T
         * 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置.
         * 泛型的数量也可以为任意多个 
         *    如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
         *        ...
         *        }
         */
        public <T> T showKeyName(Generic<T> container){
            System.out.println("container key :" + container.getKey());
            //当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。
            T test = container.getKey();
            return test;
        }
    
        //这也不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Generic<Number>这个泛型类做形参而已。
        public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
            Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
        }
    
        //这也不是一个泛型方法,这也是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符?
        //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的,?是一种类型实参,可以看做为Number等所有类的父类
        public void showKeyValue2(Generic<?> obj){
            Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
        }
    
         /**
         * 这个方法是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'E' "
         * 虽然我们声明了<T>,也表明了这是一个可以处理泛型的类型的泛型方法。
         * 但是只声明了泛型类型T,并未声明泛型类型E,因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。
        public <T> T showKeyName(Generic<E> container){
            ...
        }  
        */
    
        /**
         * 这个方法也是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'T' "
         * 对于编译器来说T这个类型并未项目中声明过,因此编译也不知道该如何编译这个类。
         * 所以这也不是一个正确的泛型方法声明。
        public void showkey(T genericObj){
    
        }
        */
    
        public static void main(String[] args) {
    
    
        }
    }
    类中的泛型方法

    当然这并不是泛型方法的全部,泛型方法可以出现杂任何地方和任何场景中使用。但是有一种情况是非常特殊的,当泛型方法出现在泛型类中时,我们再通过一个例子看一下

    public class GenericFruit {
        class Fruit{
            @Override
            public String toString() {
                return "fruit";
            }
        }
    
        class Apple extends Fruit{
            @Override
            public String toString() {
                return "apple";
            }
        }
    
        class Person{
            @Override
            public String toString() {
                return "Person";
            }
        }
    
        class GenerateTest<T>{
            public void show_1(T t){
                System.out.println(t.toString());
            }
    
            //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型E,这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同,也可以不同。
            //由于泛型方法在声明的时候会声明泛型<E>,因此即使在泛型类中并未声明泛型,编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。
            public <E> void show_3(E t){
                System.out.println(t.toString());
            }
    
            //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型T,注意这个T是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。
            public <T> void show_2(T t){
                System.out.println(t.toString());
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Apple apple = new Apple();
            Person person = new Person();
    
            GenerateTest<Fruit> generateTest = new GenerateTest<Fruit>();
            //apple是Fruit的子类,所以这里可以
            generateTest.show_1(apple);
            //编译器会报错,因为泛型类型实参指定的是Fruit,而传入的实参类是Person
            //generateTest.show_1(person);
    
            //使用这两个方法都可以成功
            generateTest.show_2(apple);
            generateTest.show_2(person);
    
            //使用这两个方法也都可以成功
            generateTest.show_3(apple);
            generateTest.show_3(person);
        }
    }
    泛型方法与可变参数

    再看一个泛型方法和可变参数的例子:

    public <T> void printMsg( T... args){
        for(T t : args){
            Log.d("泛型测试","t is " + t);
        }
    }
    printMsg("111",222,"aaaa","2323.4",55.55);
    静态方法与泛型

    静态方法有一种情况需要注意一下,那就是在类中的静态方法使用泛型:静态方法无法访问类上定义的泛型;如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候,必须要将泛型定义在方法上。

    即:如果静态方法要使用泛型的话,必须将静态方法也定义成泛型方法 。

    public class StaticGenerator<T> {
        ....
        ....
        /**
         * 如果在类中定义使用泛型的静态方法,需要添加额外的泛型声明(将这个方法定义成泛型方法)
         * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
         * 如:public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息:
              "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
         */
        public static <T> void show(T t){
    
        }
    }
    泛型方法总结

    泛型方法能使方法独立于类而产生变化,以下是一个基本的指导原则:

    无论何时,如果你能做到,你就该尽量使用泛型方法。也就是说,如果使用泛型方法将整个类泛型化,那么就应该使用泛型方法。另外对于一个static的方法而已,无法访问泛型类型的参数。所以如果static方法要使用泛型能力,就必须使其成为泛型方法。

    泛型上下边界
    在使用泛型的时候,我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制,如:类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

    为泛型添加上边界,即传入的类型实参必须是指定类型的子类型

    public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }
    Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");
    Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(2222);
    Generic<Float> generic3 = new Generic<Float>(2.4f);
    Generic<Double> generic4 = new Generic<Double>(2.56);
    
    //这一行代码编译器会提示错误,因为String类型并不是Number类型的子类
    //showKeyValue1(generic1);
    
    showKeyValue1(generic2);
    showKeyValue1(generic3);
    showKeyValue1(generic4);
    如果我们把泛型类的定义也改一下:
    public class Generic<T extends Number>{
        private T key;
    
        public Generic(T key) {
            this.key = key;
        }
    
        public T getKey(){
            return key;
        }
    }
    //这一行代码也会报错,因为String不是Number的子类
    Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");

    再来一个泛型方法的例子:

    //在泛型方法中添加上下边界限制的时候,必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加
    //public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container),编译器会报错:"Unexpected bound"
    public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
        System.out.println("container key :" + container.getKey());
        T test = container.getKey();
        return test;
    }

    通过上面的两个例子可以看出:泛型的上下边界添加,必须与泛型的声明在一起 。

    关于“泛型数组”

    看到了很多文章中都会提起泛型数组,经过查看sun的说明文档,在java中是”不能创建一个确切的泛型类型的数组”的。

    也就是说下面的这个例子是不可以的:

    List<String>[] ls = new ArrayList<String>[10];  

    而使用通配符创建泛型数组是可以的,如下面这个例子:

    List<?>[] ls = new ArrayList<?>[10];  
    这样也是可以的:
    List<String>[] ls = new ArrayList[10];

    下面使用Sun的一篇文档的一个例子来说明这个问题:

    List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // Not really allowed.    
    Object o = lsa;    
    Object[] oa = (Object[]) o;    
    List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();    
    li.add(new Integer(3));    
    oa[1] = li; // Unsound, but passes run time store check    
    String s = lsa[1].get(0); // Run-time error: ClassCastException.

    这种情况下,由于JVM泛型的擦除机制,在运行时JVM是不知道泛型信息的,所以可以给oa[1]赋上一个ArrayList而不会出现异常,但是在取出数据的时候却要做一次类型转换,所以就会出现ClassCastException,如果可以进行泛型数组的声明,上面说的这种情况在编译期将不会出现任何的警告和错误,只有在运行时才会出错。

    而对泛型数组的声明进行限制,对于这样的情况,可以在编译期提示代码有类型安全问题,比没有任何提示要强很多。

    下面采用通配符的方式是被允许的:数组的类型不可以是类型变量,除非是采用通配符的方式,因为对于通配符的方式,最后取出数据是要做显式的类型转换的。

    List<?>[] lsa = new List<?>[10]; // OK, array of unbounded wildcard type.    
    Object o = lsa;    
    Object[] oa = (Object[]) o;    
    List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();    
    li.add(new Integer(3));    
    oa[1] = li; // Correct.    
    Integer i = (Integer) lsa[1].get(0); // OK 

    5、泛型的实现原理

    1、Java泛型是编译时技术,在运行时不包含类型信息,仅其实例中包含类型参数的定义信息。
    2、Java利用编译器擦除(erasure,前端处理)实现泛型,基本上就是泛型版本源码到非泛型版本源码的转化。
    3、擦除去掉了所有的泛型类内所有的泛型类型信息,所有在尖括号之间的类型信息都被扔掉.
    举例来说:List<String>类型被转换为List,所有对类型变量String的引用被替换成类型变量的上限(通常是Object)。

    而且,无论何时结果代码类型不正确,会插入一个到合适类型的转换。

    public <T> T badCast(T t, Object o) {  
    return (T) o; // unchecked warning  
    } 
    这说明String类型参数在List运行时并不存在。它们也就不会添加任何的时间或者空间上的负担。但同时,这也意味着你不能依靠他们进行类型转换。

    4、一个泛型类被其所有调用共享
    对于上文中的GenericClass,在编译后其内部是不存入泛型信息的,也就是说:
    GenericClass<AClass> gclassA = new GenericClass<AClass>();  
    GenericClass<BClass> gclassB = new GenericClass<BClass>();  
    gClassA.getClass() == gClassB.getClass()  

     

    这个判断返回的值是true,而非false,因为一个泛型类所有实例运行时具有相同的运行时类,其实际类型参数被擦除了。
    那么是不是GenericClass里完全不存AClass的信息呢?这个也不是,它内部存储的是泛型向上父类的引用,比如:
    GenericClass<AClass extends Charsequence>, 其编译后内部存储的泛型替代是Charsequence,而不是Object。

    那么我们编码时的泛型的类型判断是怎么实现的呢?
    其实这个过程是编译时检查的,也就是说限制gClassA.add(new BClass()) 这样的使用的方式的主体,不是运行时代码,而是编译时监测。

    泛型的意义就在于,对所有其支持的类型参数,有相同的行为,从而可以被当作不同类型使用;类的静态变量和方法在所有实例间共享使用,所以不能使用泛型。

    5、泛型与instanceof
    泛型擦除了类型信息,所以使用instanceof检查某个实例是否是特定类型的泛型类是不可行的:
    GenericClass genericClass = new GenericClass<String>();
    if (genericClass instanceof GenericClass<String>) {} // 编译错误
    同时:
    GenericClass<String> class1 = (GenericClass<String>) genericClass; //会报警告

    6、最后

    本文中的例子主要是为了阐述泛型中的一些思想而简单举出的,并不一定有着实际的可用性。另外,一提到泛型,相信大家用到最多的就是在集合中,其实,在实际的编程过程中,自己可以使用泛型去简化开发,且能很好的保证代码质量。

    展开全文
  • java泛型

    2019-06-08 10:55:28
    泛型概念的提出(为什么需要泛型)? 首先,我们看下下面这段简短的代码: 1 public class GenericTest { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 List list = new ArrayList(); 5 list.add(...

    一. 泛型概念的提出(为什么需要泛型)?

    首先,我们看下下面这段简短的代码:

    复制代码

     1 public class GenericTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4         List list = new ArrayList();
     5         list.add("qqyumidi");
     6         list.add("corn");
     7         list.add(100);
     8 
     9         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    10             String name = (String) list.get(i); // 1
    11             System.out.println("name:" + name);
    12         }
    13     }
    14 }

    复制代码

    定义了一个List类型的集合,先向其中加入了两个字符串类型的值,随后加入一个Integer类型的值。这是完全允许的,因为此时list默认的类型为Object类型。在之后的循环中,由于忘记了之前在list中也加入了Integer类型的值或其他编码原因,很容易出现类似于//1中的错误。因为编译阶段正常,而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常。因此,导致此类错误编码过程中不易发现。

     在如上的编码过程中,我们发现主要存在两个问题:

    1.当我们将一个对象放入集合中,集合不会记住此对象的类型,当再次从集合中取出此对象时,改对象的编译类型变成了Object类型,但其运行时类型任然为其本身类型。

    2.因此,//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型,且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。

    那么有没有什么办法可以使集合能够记住集合内元素各类型,且能够达到只要编译时不出现问题,运行时就不会出现“java.lang.ClassCastException”异常呢?答案就是使用泛型。

     

    二.什么是泛型?

    泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。

     看着好像有点复杂,首先我们看下上面那个例子采用泛型的写法。

    复制代码

     1 public class GenericTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4         /*
     5         List list = new ArrayList();
     6         list.add("qqyumidi");
     7         list.add("corn");
     8         list.add(100);
     9         */
    10 
    11         List<String> list = new ArrayList<String>();
    12         list.add("qqyumidi");
    13         list.add("corn");
    14         //list.add(100);   // 1  提示编译错误
    15 
    16         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    17             String name = list.get(i); // 2
    18             System.out.println("name:" + name);
    19         }
    20     }
    21 }

    复制代码

    采用泛型写法后,在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误,通过List<String>,直接限定了list集合中只能含有String类型的元素,从而在//2处无须进行强制类型转换,因为此时,集合能够记住元素的类型信息,编译器已经能够确认它是String类型了。

    结合上面的泛型定义,我们知道在List<String>中,String是类型实参,也就是说,相应的List接口中肯定含有类型形参。且get()方法的返回结果也直接是此形参类型(也就是对应的传入的类型实参)。下面就来看看List接口的的具体定义:

    复制代码

     1 public interface List<E> extends Collection<E> {
     2 
     3     int size();
     4 
     5     boolean isEmpty();
     6 
     7     boolean contains(Object o);
     8 
     9     Iterator<E> iterator();
    10 
    11     Object[] toArray();
    12 
    13     <T> T[] toArray(T[] a);
    14 
    15     boolean add(E e);
    16 
    17     boolean remove(Object o);
    18 
    19     boolean containsAll(Collection<?> c);
    20 
    21     boolean addAll(Collection<? extends E> c);
    22 
    23     boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);
    24 
    25     boolean removeAll(Collection<?> c);
    26 
    27     boolean retainAll(Collection<?> c);
    28 
    29     void clear();
    30 
    31     boolean equals(Object o);
    32 
    33     int hashCode();
    34 
    35     E get(int index);
    36 
    37     E set(int index, E element);
    38 
    39     void add(int index, E element);
    40 
    41     E remove(int index);
    42 
    43     int indexOf(Object o);
    44 
    45     int lastIndexOf(Object o);
    46 
    47     ListIterator<E> listIterator();
    48 
    49     ListIterator<E> listIterator(int index);
    50 
    51     List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
    52 }

    复制代码

    我们可以看到,在List接口中采用泛型化定义之后,<E>中的E表示类型形参,可以接收具体的类型实参,并且此接口定义中,凡是出现E的地方均表示相同的接受自外部的类型实参。

    自然的,ArrayList作为List接口的实现类,其定义形式是:

    复制代码

     1 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 
     2         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
     3     
     4     public boolean add(E e) {
     5         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
     6         elementData[size++] = e;
     7         return true;
     8     }
     9     
    10     public E get(int index) {
    11         rangeCheck(index);
    12         checkForComodification();
    13         return ArrayList.this.elementData(offset + index);
    14     }
    15     
    16     //...省略掉其他具体的定义过程
    17 
    18 }

    复制代码

    由此,我们从源代码角度明白了为什么//1处加入Integer类型对象编译错误,且//2处get()到的类型直接就是String类型了。

     

    三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法

    从上面的内容中,大家已经明白了泛型的具体运作过程。也知道了接口、类和方法也都可以使用泛型去定义,以及相应的使用。是的,在具体使用时,可以分为泛型接口、泛型类和泛型方法。

    自定义泛型接口、泛型类和泛型方法与上述Java源码中的List、ArrayList类似。如下,我们看一个最简单的泛型类和方法定义:

    按 Ctrl+C 复制代码

     

    按 Ctrl+C 复制代码

    在泛型接口、泛型类和泛型方法的定义过程中,我们常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型形参,由于接收来自外部使用时候传入的类型实参。那么对于不同传入的类型实参,生成的相应对象实例的类型是不是一样的呢?

    复制代码

     1 public class GenericTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4 
     5         Box<String> name = new Box<String>("corn");
     6         Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
     7 
     8         System.out.println("name class:" + name.getClass());      // com.qqyumidi.Box
     9         System.out.println("age class:" + age.getClass());        // com.qqyumidi.Box
    10         System.out.println(name.getClass() == age.getClass());    // true
    11 
    12     }
    13 
    14 }

    复制代码

    由此,我们发现,在使用泛型类时,虽然传入了不同的泛型实参,但并没有真正意义上生成不同的类型,传入不同泛型实参的泛型类在内存上只有一个,即还是原来的最基本的类型(本实例中为Box),当然,在逻辑上我们可以理解成多个不同的泛型类型。

    究其原因,在于Java中的泛型这一概念提出的目的,导致其只是作用于代码编译阶段,在编译过程中,对于正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,也就是说,成功编译过后的class文件中是不包含任何泛型信息的。泛型信息不会进入到运行时阶段。

    对此总结成一句话:泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型。

     

    四.类型通配符

    接着上面的结论,我们知道,Box<Number>和Box<Integer>实际上都是Box类型,现在需要继续探讨一个问题,那么在逻辑上,类似于Box<Number>和Box<Integer>是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢?

    为了弄清这个问题,我们继续看下下面这个例子:

    按 Ctrl+C 复制代码

     

    按 Ctrl+C 复制代码

    我们发现,在代码//1处出现了错误提示信息:The method getData(Box<Number>) in the t ype GenericTest is not applicable for the arguments (Box<Integer>)。显然,通过提示信息,我们知道Box<Number>在逻辑上不能视为Box<Integer>的父类。那么,原因何在呢?

    复制代码

     1 public class GenericTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4 
     5         Box<Integer> a = new Box<Integer>(712);
     6         Box<Number> b = a;  // 1
     7         Box<Float> f = new Box<Float>(3.14f);
     8         b.setData(f);        // 2
     9 
    10     }
    11 
    12     public static void getData(Box<Number> data) {
    13         System.out.println("data :" + data.getData());
    14     }
    15 
    16 }
    17 
    18 class Box<T> {
    19 
    20     private T data;
    21 
    22     public Box() {
    23 
    24     }
    25 
    26     public Box(T data) {
    27         setData(data);
    28     }
    29 
    30     public T getData() {
    31         return data;
    32     }
    33 
    34     public void setData(T data) {
    35         this.data = data;
    36     }
    37 
    38 }

    复制代码

    这个例子中,显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。在此我们可以使用反证法来进行说明。

    假设Box<Number>在逻辑上可以视为Box<Integer>的父类,那么//1和//2处将不会有错误提示了,那么问题就出来了,通过getData()方法取出数据时到底是什么类型呢?Integer? Float? 还是Number?且由于在编程过程中的顺序不可控性,导致在必要的时候必须要进行类型判断,且进行强制类型转换。显然,这与泛型的理念矛盾,因此,在逻辑上Box<Number>不能视为Box<Integer>的父类。

    好,那我们回过头来继续看“类型通配符”中的第一个例子,我们知道其具体的错误提示的深层次原因了。那么如何解决呢?总部能再定义一个新的函数吧。这和Java中的多态理念显然是违背的,因此,我们需要一个在逻辑上可以用来表示同时是Box<Integer>和Box<Number>的父类的一个引用类型,由此,类型通配符应运而生。

    类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型实参。注意了,此处是类型实参,而不是类型形参!且Box<?>在逻辑上是Box<Integer>、Box<Number>...等所有Box<具体类型实参>的父类。由此,我们依然可以定义泛型方法,来完成此类需求。

    复制代码

     1 public class GenericTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4 
     5         Box<String> name = new Box<String>("corn");
     6         Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
     7         Box<Number> number = new Box<Number>(314);
     8 
     9         getData(name);
    10         getData(age);
    11         getData(number);
    12     }
    13 
    14     public static void getData(Box<?> data) {
    15         System.out.println("data :" + data.getData());
    16     }
    17 
    18 }

    复制代码

    有时候,我们还可能听到类型通配符上限和类型通配符下限。具体有是怎么样的呢?

    在上面的例子中,如果需要定义一个功能类似于getData()的方法,但对类型实参又有进一步的限制:只能是Number类及其子类。此时,需要用到类型通配符上限。

    按 Ctrl+C 复制代码

     

    按 Ctrl+C 复制代码

    此时,显然,在代码//1处调用将出现错误提示,而//2 //3处调用正常。

    类型通配符上限通过形如Box<? extends Number>形式定义,相对应的,类型通配符下限为Box<? super Number>形式,其含义与类型通配符上限正好相反,在此不作过多阐述了。

     

    五.话外篇

    本文中的例子主要是为了阐述泛型中的一些思想而简单举出的,并不一定有着实际的可用性。另外,一提到泛型,相信大家用到最多的就是在集合中,其实,在实际的编程过程中,自己可以使用泛型去简化开发,且能很好的保证代码质量。并且还要注意的一点是,Java中没有所谓的泛型数组一说。

    对于泛型,最主要的还是需要理解其背后的思想和目的。

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