Carson带你学Java：泛型知识知多少

Posted 2021-09-11 Carson_Ho

目录

• 定义
• 意义（即为什么要使用泛型）
• 作用及特点
• 原理
• 额外说明： List能否转为List？

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定义

可理解为 适配广泛的类型，即参数化类型，可以把类型像方法的参数那样进行传递。

// 以ArrayList为示例
// 泛型T可以是任意类
public class ArrayList<T> {
    private T[] array;
    //...
}

// 通过泛型的使用，就可创建多种类型的ArrayList
// 1. 可存储String的ArrayList:
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
// 相当于
public class ArrayList<String> {
    private String[] array;
    //...
}

// 2. 可存储Float的ArrayList:
ArrayList<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
// 相当于
public class ArrayList<Float> {
    private Float[] array;
    //...
}

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意义（即为什么要使用泛型）

通过定义一种模板方式结构，从而保证类型安全 & 匹配。下面将用ArrayList为示例作为说明。

1. 背景

ArrayList的本质：一个可变的Object类型数组

public class ArrayList {
    private Object[] array;
    // ...
}

2. 问题

在使用ArrayList存储不同类型时，需要强转类型，不然容易出现ClassCastException异常。如存储String类型：

// 获取到ArrayList里的Object类型时，必须强制转型为String
// 不然容易出现ClassCastException异常
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("carson ho");
String first = (String) list.get(0);

3. 解决方案

使用泛型将ArrayList变成一种模板：ArrayList，就可以创建任意类型的ArrayList。即：

// 泛型T可以是任意类
public class ArrayList<T> {
    private T[] array;
    //...
}

// 多种类型
// 1. 可存储String的ArrayList:
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
// 相当于
public class ArrayList<String> {
    private String[] array;
    //...
}

// 2. 可存储Float的ArrayList:
ArrayList<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
// 相当于
public class ArrayList<Float> {
    private Float[] array;
    //...
}

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作用

1. 使编译器可在编译期间对类型进行检查以提高类型安全，减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常；
2. 运行时所有的转换都是强制、隐式的，大大提高了代码的重用率。如对集合类取数据时，不需 对存储的数据 进行强制类型转换。

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原理

基于 类型擦除。即即 使用泛型时加上的类型参数，会在编译器在编译时去掉所以，在生成的 Java 字节码中，不包含泛型中的类型信息。这里需要特别说明的是：

• Java中的泛型是在编译器层次实现，编译器在编译时尽可能的发现可能出错的地方，但仍无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况；
• 在代码中定义的List 、List等类型，在编译后都会变成List
• JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的

同时需要特别注意的是：

• 在无泛型的情况下，通常是使用Object类型来进行多种类型数据的操作，此时操作最多的是针对该Object进行数据的强制转换
• 而这种转换是基于开发者对该数据类型明确的情况下进行（如将Object型转换为String型）；若类型不一致，编译器在编译过程中不会报错，但在运行时会出错

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额外说明： List能否转为List？

不能。具体描述如下：

// 代码1和代码2相同
// 代码1
List<String> strings = new LinkedList<String>( ); 
 List<Integer> ints = new LinkedList<Integer>( );

// 代码2
 List strings = new LinkedList( ); 
 List ints = new LinkedList( );

// 转换方式可以是如下：
List ss=strings; 
List<Object> objects=ss;

至此，关于Java中的泛型讲解完毕。

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