Java 泛型一览笔录

1、什么是泛型?

泛型(Generics )是把类型参数化,运用于类、接口、方法中,可以通过执行泛型类型调用 分配一个类型,将用分配的具体类型替换泛型类型。然后,所分配的类型将用于限制容器内使用的值,这样就无需进行类型转换,还可以在编译时提供更强的类型检查。 

2、泛型有什么用?

泛型主要有两个好处:

(1)消除显示的强制类型转换,提高代码复用

(2)提供更强的类型检查,避免运行时的ClassCastException

3、泛型的使用

类型参数(又称类型变量)用作占位符,指示在运行时为类分配类型。根据需要,可能有一个或多个类型参数,并且可以用于整个类。根据惯例,类型参数是单个大写字母,该字母用于指示所定义的参数类型。下面列出每个用例的标准类型参数:

E:元素
K:键
N:数字
T:类型
V:值
S、U、V 等:多参数情况中的第 2、3、4 个类型
? 表示不确定的java类型(无限制通配符类型)

4、有界泛型

<? extends T>:是指 “ 上界通配符 (Upper Bounds Wildcards) ”

<? super T>:是指 “ 下界通配符 (Lower Bounds Wildcards) ”

—这里有个坑

举个例子,如下,注释的部分是编译不通过的。

/**
 * @author Sven Augustus
 */
public class Test {

	static class Species{}
	static class Human extends Species{}
	static class Man extends Human{}
	static class Woman extends Human{}

	public static void main(String[] args) {
		List<Human> list = new ArrayList<Human>();
		list.add(new Man());
		list.add(new Woman());
//		Man o11 = (Man) list.get(0); // 这不能保证转型成功,也不是泛型的初衷
		Human o12 = list.get(0);

		List<? extends Human> list2 = new ArrayList<Human>();
//		list2.add(new Object()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		list2.add(new Species()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		list2.add(new Human()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		list2.add(new Man()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		list2.add(new Woman()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		Man o21 = (Man) list2.get(0);// 这不能保证转型成功,也不是泛型的初衷
		Human o22 = list2.get(0);

		List<? super Human> list3 = new ArrayList<Human>();
//		list3.add(new Object()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
//		list3.add(new Species()); // 编译错误:这不能写入元素,类型校验失败
		list3.add(new Human());
		list3.add(new Man());
		list3.add(new Woman());
//		Man o31 = (Man) list3.get(0); // 这不能保证转型成功,也不是泛型的初衷
//		Human o32 = list3.get(0); // 编译错误:无法自动转型为 Number
		Object o33 = list3.get(0);
	}

}

那么我们看到

如 List<? extends T> 大家以为元素为 T以及其所有子类的对象 的List。其实不是。元素类型 仅指T的某一个不确定的子类,是单一的一个不确定类,没有具体哪个类。因此不能插入一个不确定的。

List<? super T> 大家以为元素为 T以及其父类的对象 的List。其实不是,元素类型 仅指T的某一个不确定的父类,是单一的一个不确定类(只确定是T的父类),没有具体哪个类。

因此:

不能往List<? extends T>中插入任何类型的对象。唯一可以保证的是,你可以从中读取到T或者T的子类。

可以往List<? super T>中插入T或者T子类的对象,但不可以插入T父类的对象。可以读取到Object或者Object子类的对象(你并不知道具体的子类是什么)。

我们总结一下:

  • 如果频繁支持读取数据,不要求写数据,使用<? extends T>。即生产者 使用 <? extends T>
  • 如果频繁支持写入数据,不特别要求读数据,使用<? super T>。即消费者 使用 <? super T>
  • 如果都需要支持,使用<T>。 

5、类型擦除

Java的泛型在编译期间,所有的泛型信息都会被擦除掉。

Class c1 = new ArrayList<Integer>().getClass();  
Class c2 = new ArrayList<Long>().getClass();   
System.out.println(c1 == c2);

这就是 Java 泛型的类型擦除造成的,因为不管是 ArrayList<Integer> 还是 ArrayList<Long>,在编译时都会被编译器擦除成了 ArrayList。Java 之所以要避免在创建泛型实例时而创建新的类,从而避免运行时的过度消耗。

6、泛型类型信息

那么,如果我们确实某些场景,如HTTP或RPC或jackson需要获取泛型进行序列化反序列化的时候,需要获取泛型类型信息。

可以参照如下:

package io.flysium.standard.generic;

import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;

/**
 *  获取运行时的泛型类型信息
 *
 * @author Sven Augustus
 */
public class Test2 {

	static class ParameterizedTypeReference<T> {
		protected final Type type;

		public ParameterizedTypeReference() {
			Type superClass = this.getClass().getGenericSuperclass();
			//if (superClass instanceof Class) {
	// throw new IllegalArgumentException(
//"Internal error: TypeReference constructed without actual type information");
			//	} else {
				this.type = ((ParameterizedType) superClass).getActualTypeArguments()[0];
			//}
		}

		public Type getType() {
			return type;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
// System.out.println(new ParameterizedTypeReference<String>().getType());
// java.lang.ClassCastException: java.lang.Class cannot be cast to java.lang.reflect.ParameterizedType
// 此处会输出报错,因此ParameterizedTypeReference 应不能直接实例化,可以考虑加abstract

		System.out.println(new ParameterizedTypeReference<String>() { }.getType());
// ParameterizedTypeReference 的匿名内部类,可以触发super(),
//即 ParameterizedTypeReference()的构造器逻辑,正常运行
	}

}

注意一个关键点:

可以通过定义类的方式(通常为匿名内部类,因为我们创建这个类只是为了获得泛型信息)在运行时获得泛型参数。



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