泛型基礎(chǔ)
理解
? 一般情況猾担，一個類的屬性益眉，或者一個方法的參數(shù)/返回值都需要在編寫代碼時聲明基本類型或者自定義類型晌柬，但有時候無法在編寫代碼時使用現(xiàn)有的類來表達(dá)參數(shù)類型或者返回值類型姥份，這時候就需有一種方式可以表達(dá)下面的意思：這里需要一個類，它滿足這些要求就可以了，具體是什么類可以在使用這個類或方法時指定除嘹。Java中這種方式就是泛型姨丈。但是java泛型在使用上有很多限制，使用時要注意埃难，同時注意泛型主義上的理解莹弊，Java中泛型的聲明使用更多
作用
? 一定程序上繼承與接口就可以完成上面的功能涤久，但泛型有很多額外的作用
泛型可以更安全使用泛型就是告訴編譯器想使用什么類型，在使用泛型時編譯器會對代碼進(jìn)行類型檢查忍弛，讓錯誤暴露在編譯期响迂，而不是運行期，更安全
可以快速創(chuàng)建復(fù)雜的類型因為在編寫時沒有指定具體類型细疚，所以在使用時就可以更隨意的指定類型蔗彤，這個功能可以完成類似js中對象的功能，對象的屬性規(guī)定好疯兼，具體是什么類型你隨便然遏，但是沒能像js那樣隨意添加屬性public class TupleTest { public final T t; public final R r; public TupleTest(T t, R r) { this.t = t; this.r = r; } public static TupleTest make(A a, B b) { return new TupleTest<>(a, b); } /** * 如果返回值聲明里聲明了泛型，那么在方法返回值 new 時就要有尖括號吧彪，不然會警告 * jdk1.5中返回值聲明時的泛型去掉待侵，也會有編譯警告 * * @return tupleTest */ public TupleTest make() { return new TupleTest<>("a", "b"); } public R getR() { return r; } }
可以自動完成類型的轉(zhuǎn)換
在泛型出現(xiàn)之前，如果一個方法不能確定方法的返回值類型姨裸，或者根據(jù)入?yún)⒖梢源_定多種類型返回值類型秧倾，那么這個方法就只能返回Object ，有了泛型之后傀缩，在方法返回正確的值后中狂，會自動轉(zhuǎn)為具體的類型，而這在代碼上沒有額外的代碼扑毡，而且這種轉(zhuǎn)換很安全
上面例子編譯之后再反編譯回來 make 方法是這樣的
public com.zoro.thinkinginjava.four.TupleTest make() {
return new com.zoro.thinkinginjava.four.TupleTest((T)"a", (R)"b");
}
再看一個調(diào)用時的代碼
public class TupleMain {
public static void main(String[] args) {
TupleTest tuple = new TupleTest<>(new Apple(), new Orange());
Orange orange = tuple.getR();
}
}
反編譯之后
public class TupleMain {
public static void main(String[] args) {
TupleTest tuple = new TupleTest(new Apple(), new Orange());
Orange orange = (Orange)tuple.getR();
}
}
可以看到自動對參數(shù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)型,所以編譯器不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)型警告
還有一些更高級的用法胃榕，比如泛型自限定
困難之處
書寫泛型代碼的主要困難是因為泛型在運行時被擦除，所以在運行期沒有泛型類的具體信息瞄摊，這意味著泛型參數(shù)看上去就借一個Object類勋又，什么都干不了，需要注意以下方法
同樣的類型换帜，不同的泛型參數(shù)在編譯期代表著不同類型楔壤，在運行期就沒有差別了public class EraseMain { public static void main(String[] args) { List<String> list1 = new ArrayList<>(); List<Integer> list2 = new ArrayList<>(); // list1 = list2; // 編譯期是不同的 System.out.println(list1.getClass().getName()); System.out.println(list2.getClass().getName()); // 運行期類型是相同的 System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); } }
不能使用 new 來創(chuàng)建泛型類型的具體對象，最好的方案是使用 Class.newInstance()或者使用工場模式public T getNewInstance() { // return new T(); // Error:(12, 20) java: 意外的類型 // 需要: 類 // 找到: 類型參數(shù)T try { return t.newInstance(); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } }
不能使用 instanceof 操作符了惯驼，但可以用 Class.isInstance(Object)方法public class EraseEntity<T> { Class<T> tClass; public EraseEntity(Class<T> tClass) { this.tClass = tClass; } public boolean instanceOf(Object t) { // return t instanceof T; // 這樣就不可以了 return tClass.isInstance(t); // 這樣是可以的 } }
不能new 一個泛型數(shù)組蹲嚣，而且要產(chǎn)生泛型數(shù)組非常麻煩，可以使用Array.newInstance(Class<?>,int) public T[] createArray(){ return (T[]) Array.newInstance(t,5); } 但是這樣也會有警告祟牲，需要壓制
除非設(shè)定邊界隙畜，否則不能調(diào)用任何自定義的方法
基本類型不能作為泛型參數(shù)，但是其包裝類型可以说贝，并可以自動包裝// List<int> list2 = new ArrayList<>(); List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
一個類不能實現(xiàn)同一個泛型接口的兩種變體议惰，但去掉泛型實現(xiàn)可以；public class ImplTest extends AbstractA implements InterfaceA<Integer> { //public class ImplTest extends AbstractA implements InterfaceA<String> { // ImplTest類實現(xiàn)InterfaceA接口時聲明的泛型參數(shù)是String,AbstractA實現(xiàn)InterfaceA時聲明的泛型參數(shù)是 Integer,這時就不可以了乡恕， // 如果可以會導(dǎo)致類型沖突,比如 get方法言询，在AbstractA中返回值是Integer,但是在ImplTest中就變成了String俯萎，無論重載或重寫都不能解決這個問題 } interface InterfaceA<T> { T get(T t); } abstract class AbstractA implements InterfaceA<Integer> { public Integer get(Integer integer) { return 0; } }
不能通過不同的泛型參數(shù)進(jìn)行方法重載，但是可以使用 <R extends List<?>> 給泛型參數(shù)添加邊界重載方法public class OverLoadTest { public <T> void test(T t) { } // 因為T與R沒有設(shè)置邊界在運行時 T與R 都是類似Object运杭，所以不能通過方法簽名區(qū)分這兩個方法 // public <R> void test(R r) { } // 這樣是可以的 因為R一定會是一個List的子類夫啊，List與Object（T）是有區(qū)別的，就可以通過方法簽名區(qū)分了 public <R extends List<?>> void test(R r) { } }
泛型邊界
可以使用 extends 限定泛型類型的邊界辆憔，可以是多個（&連接）涮母，類寫在前面，限定邊界之后在泛型方法或者類的內(nèi)部就可以使用邊界類上的方法了
public class WildCardTest & Iterable & InterfaceA> {
public void test(T t) {
t.add("");? // List接口的方法
t.iterator(); // Iterable接口的方法
t.testMethod(); // InterfaceA方法
}
}
interface InterfaceA{
//? ? void add(T t); // List接口也有同樣方法簽名的方法躁愿，所以在 同時將 List與InterfaceA設(shè)置為上邊界時List與InterfaceA的泛型參數(shù)要兼容叛本，否則也會出錯
void testMethod();
}
通配符
通配符在泛型中的應(yīng)用是為了解決下面的問題：有一個容器的泛型是基類的變量，想要將一個泛型是子類的容器賦值給這個變量彤钟，編譯器是不允許的来候；因為運行時會將泛型擦除，一旦將一個泛型是子類的容器賦值給泛型是基類的容器變量逸雹，在運行時就可以將一個這個基類的其他子類對象放入這個窗口营搅，造成在取出對象時的類型不安全，所以編譯期不允許這樣賦值;
public class WildCardTest & Iterable & InterfaceA> {
public static void main(String[] args) {
List> list ;
List impls = new ArrayList<>();
//? ? ? ? list = impls;
// 將 impls賦值給 list是不可以的梆砸，原因：
// 1. 編譯期 List> 與 List是不同的且不能向上轉(zhuǎn)型
// 2. 一旦允許這樣賦值转质，那么之后 的操作會出現(xiàn)類型問題，比如此例帖世，將一個ArrayList 賦值給 List變量list休蟹，
// 那么之后可以向list 中add 一個 Impl2對象，Impl2與Impl不兼容
}
}
interface InterfaceA{}
class Impl implements InterfaceA {}
class Impl2 implements InterfaceA {}
容器的這一特點與數(shù)組不同日矫，子類數(shù)組對象可以賦值給基類數(shù)組變量（類似向上轉(zhuǎn)型）赂弓，但是在運行期jvm 可以知道數(shù)組元素中的對象類型是哪個具體子類，所以如果將數(shù)組中元素賦值時哪轿，如果不是原數(shù)組中的類型盈魁，會報錯（ArrayStoreException）
public class WildCardTest2 {
public static void main(String[] args) {
InterfaceA[] arr1 = new Impl[3];
arr1[0] = new Impl();
//會報錯
//arr1[2] = new Impl2();
// 兼容的類型可以
InterfaceA[] arr2 = new InterfaceA[4];
arr2[0] = new Impl();
arr2[0] = new Impl2();
}
}
為了保證類型安全，又可以將子類泛型容器賦值給基類泛型變量窃诉，可以使用通配符（單一邊界杨耙，extends 后面只能有一個類型）
通配符的困難之處
當(dāng)一個類在聲明時使用了<? extends Fruit> 這種泛型，而這個類的寫法如同下面這樣
class TestClass{
public void test(T t){
// somecode
}
public void test2(Object o){
// somecode
}
}
在使用時
TestClass f = new TestClass;
這樣寫會出現(xiàn)的問題是不能調(diào)用test(T)方法了飘痛，因為test 需要的是一個具體的Fruit 的子類珊膜，例子中應(yīng)該是Applie,但 ? extends Fruit 代表的不僅僅是 Apple 這一種子類，也可能是 orange 敦冬。如果調(diào)用時真的用orange 類型實例做為能數(shù)辅搬，類型就不安全，所以 test(T) 方法不能用了脖旱；但是 test2(Object) 還可以用
逆變
逆變指的是 < ? super Apple> 這種寫法堪遂，這種寫法的特性與 <? extends Apple> 的寫法的特性是相反的。上面的例子萌庆，泛型入?yún)⒎椒ú荒苡昧巳芡剩孀兊奶匦允侨雲(yún)⒖梢允侨魏蜛pple 的子類，注意是子類践险，不是基類猿妈，因為Apple 的基類有多種，如果編譯器允許傳入基類巍虫，就會存在風(fēng)險彭则，但是傳入子類就不會有風(fēng)險，因為子類可以轉(zhuǎn)型為Apple 類占遥，Apple 類可以算是Apple的基類俯抖；
public class WildcardTest4 {
public static void main(String[] args) {
List appleList = new ArrayList();
List appleList2 = new ArrayList();
List appleList3 = new ArrayList<>();
// 前三種情況都可以，但是這種不可以
//? ? List appleList4 = new ArrayList();
// 不可以
//appleList3.add(new Orange());
appleList3.add(new Apple());
appleList3.add(new BigApple());
// 雖然字面上是 任何 Apple 的父類瓦胎，但是Apple父類很多芬萍，不能確定類型，所以實際上任何Apple 的父類都不行
//appleList3.add(new Fruit());
// 只能Object 接
Object a = appleList3.get(1);
}
}
class Fruit {}
class Orange extends Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
class BigApple extends Apple implements Runnable {
@Override
public void run() {
}
}
class SmallApple extends Apple {}
逆變的困難之處在于方法的返回值搔啊，它的返回值只能用Object 類型的變量接受
無界通配符
兩個功能
這里想用泛型代碼來編寫柬祠，這里并不是要用原生的類型，但是當(dāng)前情況下负芋，泛型參數(shù)可以持有任何類型
當(dāng)有個地方需要多個泛型參數(shù)漫蛔，但你只能確定一部分時可以使用無界通配符？ 例：Map<String, ?>
當(dāng)一個地方要求泛型旧蛾，如果你沒有給出泛型惩猫，會有警告，但使用無界通配符會消除警告
無界通配符與原生類型是不一樣的蚜点，以List 和List<?> 為例轧房，List 代表持有任何Object類型的List,List<?>代表具有某種特定類型的的非原生List,但目前不確定是什么類型；
下面例子顯示這種區(qū)別
public class WildcardTest5 {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add(new Apple());// 有警告绍绘，但是不會編譯報錯
Object o = list.get(0);
List list1 = new ArrayList<>();
//? ? ? ? list1.add(new Apple());// 不可這樣寫奶镶，編譯報錯
}
}
總結(jié)
在使用泛型時，時刻都要想著陪拘，我這樣定義泛型厂镇，編譯器為了保證泛型安全，這里我只能接受什么樣的類型左刽； 方法的返回值會是什么樣的捺信；同時要想著這里是否會發(fā)生轉(zhuǎn)型
關(guān)注公眾號：Java架構(gòu)師聯(lián)盟，每日更新技術(shù)好文
