Java基础之泛型的使用

Posted 2021-01-11 此账户已注销或冻结

为什么要使用泛型

首先我们先来看一段演示代码，如下所示，

1 public static void main(String[] args) {
2         List list = new ArrayList();
3         list.add("abc");
4         list.add(123);
5         list.add(HashMap.class);
6 
7         System.out.println(list.get(0));
8 }

第2行，List里面的内容类型是Object类型，因此第3、4、5行可以接受String、Integer或者Class类型。然鹅，会存在两个严重的问题：

①在List集合中，增加元素时，集合不会记住元素的具体类型，对象的编译类型为Object类型，但是运行时类型仍然是本身的类型，如String等。

②在List集合中，取出元素时，需要对Object类型，进行转换，因为没有存储元素的真实类型，所以很容易出现ClassCastException异常。

 

因此我们的需求需要满足，第一编译能够识别元素的类型，第二不能出现类型强转出现的异常。于是泛型就出现了。于是出现了开发者很熟悉的一段代码：

在编译期间确定类型，只要不满足这个类型，则编译不通过。总结一下使用泛型带来的好处

1.类型确定，使得如果出现类型不一致在编译期间不同通过，而不是在运行期间抛出异常。

2.编码在逻辑代码中出现过多的强转，代码优雅性较好。

 

我们再来看一段如下代码，

 1 public static void main(String[] args) {
 2         List<String> a = new ArrayList();
 3         List<Integer> b = new ArrayList<>();
 4 
 5         Class<? extends List> aClass = a.getClass();
 6         Class<? extends List> bClass = b.getClass();
 7 
 8         System.out.println(aClass +" &&  "+ bClass);
 9         System.out.println(aClass == bClass);
10 }

打印出来的结果是   class java.util.ArrayList   &&  class java.util.ArrayList    true。因此，泛型的类型不会对集合实例时什么类型造成影响。如上图所示的泛型类型分别为String和Integer，但是getClass类型确是相同，都为ArrayList。因此想要定义两个重载函数，如果使用形参列表来区分重载，仅仅通过泛型不同时不可行的，演示代码如下所示，编译期间不通过。

 

泛型接口，泛型类，泛型方法

        泛型，指的是“参数化”类型，什么是参数化类型呢？有点类似方法中的形参和实参，形参是方法中形式参数之意，比较抽象的概念，而实参是实际参数之意，拥有具体的数值，比较具体的概念。而参数化类型，表明在定义时形式化，在使用时具体化。下面看一下List接口的定义。

public interface List<E> extends Collection<E>

E就是参数化的类型，也就是泛型。这个接口叫作泛型接口，我们再看一下ArrayList的类定义；

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

同样的这个类叫作泛型类，再来看泛型类中的泛型方法。如下所示，

 1 public boolean add(E e) {
 2         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
 3         elementData[size++] = e;
 4         return true;
 5 }
 6 
 7 public E remove(int index) {
 8         rangeCheck(index);
 9 
10         modCount++;
11         E oldValue = elementData(index);
12 
13         int numMoved = size - index - 1;
14         if (numMoved > 0)
15             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
16                              numMoved);
17         elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
18 
19         return oldValue;
20     }
21 
22 
23 public E get(int index) {
24         rangeCheck(index);
25 
26         return elementData(index);
27 }

以上代码是ArrayList泛型类中的 add，remove，get。add方法的元素类型是E，remove方法的返回值类型也是E，get方法的返回值类型也是E。这个E就是最先我们接口中的定义的泛型接口参数E。   这就解释了为什么 在List<Integer> 中add("abc")会编译不通过，也解释了为什么在List<Integer>中 get(0)的返回值会是 Integer。

 

类型通配符

Object类是List的超类，然而List<Object >不是List<String>的父类，Number是Integer的抽象父类。然后List<Number>不是List<Integer>的父类。

因此，List<Integer>不能向上转型。此时就需要引入一个叫类型通配符的东西。类型通配符使用  ?  类表示。通配符“？”表示所有泛型的父类型。如下所示，

1 public List<?> filter(List<?> list) {
2 
3 
4         
5         return list;
6 }

List<String> aa = new ArrayList();
List<String> filter = (List<String>)filter(aa);
在客户端可以直接调用filter方法，返回值依然是List类型，泛型为？即所有泛型的父类型，因此使用List<String>强转即可。使用类型通配符只能查询过滤或者统计元素，不能进行新增等操作，因为类型是抽象的，新增需要明确的类型。这里要提一下，我们

 这里需要指出，我们在应用时经常要对  ？做出约束， 比如现在上述的  filter方法中，的形参，只能传递  Integer的父类。那代码就变成了：

public static List<?> filter(List<? super Integer> list) {
        return list;
}

ps:Integer和Integer的父类Number都是可的，List<Integer>、List<Number> 等。客户端调用如下所示。

List<Number> aa = new ArrayList();

List<Number> filter = (List<Number>)filter(aa);

和<? super Integer>相对的是<? extends Number>表示形参中的类型只能是Number类型或者是他的子类。

1 public static List<?> filter(List<? extends Number> list) {
2 
3         return list;
4 }

 

最后强调一下

1.在新增一个泛型类时候，在类后面待上泛型，这个泛型不能是通配符“？”，而且如果要表示继承关系只能使用<T extends  父类>的形式，不能使用<T super 某个类>。

，

2.静态资源不识别泛型。静态变量，静态方法，静态方法块，静态类不识别泛型。