java中的泛型

Posted 2020-11-22 redstone-torch

本文将详细介绍java泛型的用法以及泛型的原理

 

java泛型

泛型是在J2 SE1.5中引入的一个特性 可以将类型抽象为一个参数 从而简化代码和实现类型安全

 

如何使用泛型

泛型可以用于方法 类和接口 通过尖括号加标识符的方式声明

class GenericityClass<T>
{
    T t;
    public GenericityClass(T t)
    {
        this.t = t;
    }
    public T getT()
    {
        return t;
    }
}

interface GenericityInterface<T>
{
    void printGenericity(T t);
}

public static <A> A test(A a)
{
    System.out.println(a);
    return a;
}

其中类型T是一个不确定的类型 需要填入实际类型才能使用

ps1: 可以给泛型参数起任意名称 例如 <T2333> <abcd> <FAN_XING>
ps2: 可以声明任意个泛型参数 不同的泛型参数用‘,‘隔开 例如 <T, E, TD250>

 

使用泛型类,方法与普通的类,方法并没有太大区别 除了要填入尖括号和类型

GenericityClass<String> gc = new GenericityClass<String>("泛型类测试");
String s = gc.getT();
Main.<String>test("泛型方法测试");

因为编译器推导的存在 我们可以省略一些重复的类型信息

GenericityClass<String> gc = new GenericityClass<>("泛型类测试");// 前边的<String>已经声明了类型 后边的就可以省略
String s = gc.getT();
Main.test("泛型方法测试");// 后边填入的参数String已经确定了泛型参数的类型 因此可以省略<String>

 

java泛型的实现原理

java的泛型实现机制并不是类似c++编译时模板生成 也不是c#运行时生成泛型类 而是利用了一套泛型擦除机制

通过观察编译后的字节码 我们发现 编译器将所有的泛型参数都处理成Object类型

class GenericityClass
{
    Object t;
    public GenericityClass(Object t)
    {
        this.t = t;
    }
    public Object getT()
    {
        return t;
    }
}

interface GenericityInterface
{
    void printGenericity(Object t);
}

public static Object test(Object a)
{
    System.out.println(a);
    return a;
}

GenericityClass gc = new GenericityClass("泛型类测试");
String s = (String) gc.getT();// 因为返回值是Object所以要强制转换
BlueBridge.test("泛型方法测试");

 

我们可以用反射来验证这一点  如果是泛型擦除 那么List<String>的实际类型应该是List<Object>

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("这是String");
list.add("这也是String");
list.add("这还是String");

try {
    List.class.getMethod("add", Object.class).invoke(list, (Object) new int[] {1, 2, 3});
} catch (IllegalAccessException | InvocationTargetException | NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
}

for (Object obj : list)
{
    System.out.println(obj);
}

运行结果

这是String
这也是String
这还是String
[I@4554617c

于是我们在一个List<String>中成功插入了一个int数组

 

为什么java要使用泛型擦除机制来实现泛型

为了兼容旧版本代码

java的泛型是在J2 SE1.5中加入的 在此之前的通用容器都是将对象转为Object储存   List<T>编译后就成了List 完美兼容旧版本

但是这也带来了一些缺陷 泛型不能是基本类型 所有基本类型必须转为对应的包装类 例如List<Integer>  这个过程中产生了装箱 导致效率损失

听说之后版本的java会引入一些机制来解决基本类型装箱问题 但那可能得等到猴年马月了

 

END