Java泛型知識(shí)點(diǎn)有哪些

本篇內(nèi)容介紹了“Java泛型知識(shí)點(diǎn)有哪些”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

 一 什么是泛型

Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一個(gè)新特性,  泛型提供了編譯時(shí)類型安全檢測(cè)機(jī)制，該機(jī)制允許程序員在編譯時(shí)檢測(cè)到非法的類型。

簡(jiǎn)單理解就是：泛型指定編譯時(shí)的類型，減少運(yùn)行時(shí)由于對(duì)象類型不匹配引發(fā)的異常。其主要用途是提高我們的代碼的復(fù)用率。

我們Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的ArrayList就是泛型使用的典型應(yīng)用：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {               ......      public ArrayList(Collection<? extends E> c) {         elementData = c.toArray();         if ((size = elementData.length) != 0) {             // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)             if (elementData.getClass() != Object[].class)                 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);         } else {             // replace with empty array.             this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;         }     }      public void sort(Comparator<? super E> c) {         final int expectedModCount = modCount;         Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);         if (modCount != expectedModCount) {             throw new ConcurrentModificationException();         }         modCount++;     }       .....      public E get(int index) {         rangeCheck(index);          return elementData(index);     }      public boolean add(E e) {         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!         elementData[size++] = e;         return true;     }  }

•  源碼中，ArrayList

  中的E稱為類型參數(shù)變量，而整個(gè)ArrayList我們稱為泛型類型。  我們可以指定除基本類型之外的任何類型，如：ArrayList。

• 源碼中Collection 中? 通配符類型 表示類型的上界，表示參數(shù)化類型的可能是T 或是  T的子類。

• 源碼中Comparator 表示類型下界(Java  Core中叫超類型限定)，表示參數(shù)化類型是此類型的超類型(父類型)，直至Object。

二 extends和super通配符

在定義泛型類型Generic的時(shí)候，也可以使用extends通配符來(lái)限定T的類型：

public class Generic<T extends Number> { ... }

現(xiàn)在，我們只能定義：

Generic<Number> p1 = null; Generic<Integer> p2 = new Generic<>(1, 2); Generic<Double> p3 = null;

因?yàn)镹umber、Integer和Double都符合。

非Number類型將無(wú)法通過(guò)編譯：

Generic<String> p1 = null; // compile error! Generic<Object> p2 = null; // compile error!

因?yàn)镾tring、Object都不符合，因?yàn)樗鼈儾皇荖umber類型或Number的子類。

我們看一個(gè)例子：

public class Test {      static class Food {      }      static class Fruit extends Food {     }      static class Apple extends Fruit {     }      static class Orange extends Fruit {     }      public void testExtend() {         List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();          //無(wú)法安全添加任何具有實(shí)際意義的元素,報(bào)錯(cuò),extends為上界通配符,只能取值,不能放.         //因?yàn)镕ruit的子類不只有Apple還有Orange,這里不能確定具體的泛型到底是Apple還是Orange，所以放入任何一種類型都會(huì)報(bào)錯(cuò)          //list.add(new Apple());         //list.add(new Orange());          //可以添加null，因?yàn)閚ull可以表示任何類型         list.add(null);          //可以正常獲取，用java多態(tài)         Food foot = list.get(0);         Apple apple = (Apple) list.get(0);     }      public void testSuper() {         List<? super Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();          //super為下界通配符，可以存放元素，但是也只能存放當(dāng)前類或者子類的實(shí)例，以當(dāng)前的例子來(lái)講，         list.add(new Fruit());         list.add(new Apple());          //無(wú)法確定Fruit的父類是否只有Food一個(gè)(Object是超級(jí)父類)         //因此放入Food的實(shí)例編譯不通過(guò)，只能放自己的實(shí)例 或者根據(jù)java多態(tài)的特性放子類實(shí)例         //list.add(new Food());         //List<? super Fruit> list2 = new ArrayList<Apple>();         //Fruit fruit = list.get(0); //不能確定返回類型      }  }

在testExtend方法中，因?yàn)榉盒椭杏玫氖莈xtends，在向list中存放元素的時(shí)候，我們并不能確定List中的元素的具體類型，即可能是Apple也可能是Orange。因此調(diào)用add方法時(shí)，不論傳入new  Apple()還是new Orange()，都會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。

理解了extends之后，再看super就很容易理解了，即我們不能確定testSuper方法的參數(shù)中的泛型是Fruit的哪個(gè)父類，因此在調(diào)用get方法時(shí)只能返回Object類型。結(jié)合extends可見(jiàn)，在獲取泛型元素時(shí)，使用extends獲取到的是泛型中的上邊界的類型(本例子中為Fruit),范圍更小。

總結(jié)：

• 在使用泛型時(shí)，存取元素時(shí)用super。

• 獲取元素時(shí)，用extends。

有了上面的結(jié)論我們看下Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的Collections類定義的copy()方法，這個(gè)copy()方法的定義就完美地展示了extends和super的意圖：

• copy()方法內(nèi)部不會(huì)讀取dest，因?yàn)椴荒苷{(diào)用dest.get()來(lái)獲取T的引用;

• copy()方法內(nèi)部也不會(huì)修改src，因?yàn)椴荒苷{(diào)用src.add(T)。

public class Collections {     // 把src的每個(gè)元素復(fù)制到dest中:     public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {         for (int i=0; i<src.size(); i++) {             T t = src.get(i);             dest.add(t);         }     } }

三 泛型擦除

Java的泛型是偽泛型，這是因?yàn)镴ava在編譯期間，所有的泛型信息都會(huì)被擦掉，正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦除。Java的泛型基本上都是在編譯器這個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)的，在生成的字節(jié)碼中是不包含泛型中的類型信息的，使用泛型的時(shí)候加上類型參數(shù)，在編譯器編譯的時(shí)候會(huì)去掉，這個(gè)過(guò)程成為類型擦除

我們看一個(gè)示例：

public class Test2 {      public static void main(String[] args) {         Map<String, Animal> map = new HashMap<>();         Animal animal = new Animal();         animal.setVegetarian(true);         animal.setEats("fish");         map.put("cat", animal);          String json = new Gson().toJson(map);         System.out.println(json);          Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json);         System.out.println(jsonToMap);          Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");         System.out.println(animal1.getEats());     }      public static <T> T fromJson(String str) {         return new Gson().fromJson(str, new TypeToken<T>() {         }.getType());     }  }

上的代碼運(yùn)行會(huì)提示如下異常：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.uaf.rabbitmq.producer.Animal     at com.uaf.rabbitmq.producer.Test2.main(Test2.java:30)

異常原因主要是這句：new  Gson().fromJson(str, new TypeToken() {}.getType());

這句在實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候，List中的T并未傳入實(shí)際的泛型參數(shù)，導(dǎo)致Gson按照LinkedTreeMap來(lái)解析JSON，以致發(fā)生了錯(cuò)誤;這就是一個(gè)在編譯期泛型類型擦除所導(dǎo)致的問(wèn)題;

解決這個(gè)問(wèn)題我們需要修改fromJson方法

public class Test2 {      public static void main(String[] args) {         Map<String, Animal> map = new HashMap<>();         Animal animal = new Animal();         animal.setVegetarian(true);         animal.setEats("fish");         map.put("cat", animal);          String json = new Gson().toJson(map);         System.out.println(json);          Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json,          new TypeToken<Map<String, Animal>>() {}.getType());         System.out.println(jsonToMap);          Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");         System.out.println(animal1.getEats());      }      public static <T> T fromJson(String str, Type type) {         return new Gson().fromJson(str, type);     }  }

在Gson中提供了TypeToken解決泛型運(yùn)行時(shí)類型擦除問(wèn)題，TypeToken  這個(gè)類來(lái)幫助我們捕獲像Map這樣的泛型信息。上文創(chuàng)建了一個(gè)匿名內(nèi)部類，這樣Java編譯器就會(huì)把泛型信息編譯到這個(gè)匿名內(nèi)部類里，然后在運(yùn)行時(shí)就可以被getType()方法用反射API提取到。

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