写在开头
今天的每日一道Java面试题聊的是Java中的泛型,泛型在面试的时候偶尔会被提及,频率不是特别高,但在日后的开发工作中,却是是个高频词汇,因此,我们有必要去认真的学习它。
泛型的定义
什么是泛型?
什么是泛型?这是个好问题,JDK5更新时带来了一个新特性-泛型,所谓“泛型”就是类型参数化,把类型定义成参数的形式(编译期-类型形参),调用时再传入具体的类型(调用时-类型实参)。
了解了定义之后,我们再来直观的感受一下泛型的魅力吧
不使用泛型
List list = new ArrayList(); list.add(1); int o1 = (int)list.get(0);
使用泛型
List<String> list1 = new ArrayList<>(); list1.add("1"); String s = list1.get(0);
以上就是使用泛型和不适用泛型时代码的对比,可以看出在使用泛型后无需类型强转,这样更安全,代码可读性也更好啦。
泛型中的通配符
在学习和使用泛型的过程中,想必大家已经发现了泛型的尖括号中间的大写字母的差异吧,如< E >、< T >、< N >、<?>、<K,V>,这些都称为泛型的通配符
E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
T - Type(Java 类)
K - Key(键)
V - Value(值)
N - Number(数值类型)
? - 表示不确定的java类型
泛型的使用
学以致用,用学相长,乃是大道!
Java中的泛型通常可使用在类、接口、和方法上,我们一个个的看哈
泛型类
泛型类的命名格式:类名<>;尖括号中可以为T、E、K、V等常用通配符,在实例化泛型类时,必须指定具体类型。
//JDK8中ArrayList的源码 public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { /// }
上面这段源码java.util.ArrayList
中的ArrayList,我们可以看到这就是一个典型的泛型类,我们可以在使用的时候指定不同的类型,基本类型或包装类,或引用类型去存储不同类型的数据,那么现在我们自己去设计一个ArrayList看一下。
【代码示例】
class Arraylist<E> { private Object[] elementData; private int size = 0; public Arraylist(int initialCapacity) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } public boolean add(E e) { elementData[size++] = e; return true; } E elementData(int index) { return (E) elementData[index]; } }
【输出】
//测试类调用刚刚手写的ArrayList public class Test { public static void main(String[] args) { Arraylist<Integer> list = new Arraylist<Integer>(10); list.add(666); System.out.println(list.elementData(0)); new ArrayList<>(); } } //输出:666
【注意】
在实例化泛型类的时候,建议指定具体的泛型类型,否则返回所有类的父类Object。
泛型接口
泛型接口的定义与泛型类类似,直接上代码!
【代码示例】
public interface Box<T> { public T method(); }
针对泛型接口的实现,我们既可以在实现的时候指定类型,也可以不指定。
【代码示例】
/** * 实现泛型接口时指定类型为String */ public class BoxImpl implements Box<String>{ public static void main(String[] args) { BoxImpl test = new BoxImpl(); System.out.println(test.method()); } @Override public String method() { return "helloworld"; } }
当然,我们在开发的过程中,也会遇到一个泛型类在实现泛型接口的时候不指定类型,在实例化的时候,在指定也是OK的。
【代码示例】
class Arraylist<E> implements Box<E>{ /// @Override public E method() { return null; } }
泛型方法
泛型方法的定义与使用还是直接上代码去分析哈,清晰明了,哈哈哈!
【代码示例】
class Arraylist<E> { ///... //在上述手写的ArrayList中增加一个toArray的泛型方法 public <T> T[] toArray(T[] a) { return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass()); } }
【调用】
public class Test { public static void main(String[] args) { Arraylist<Integer> list = new Arraylist<Integer>(3); list.add(1); list.add(2); list.add(3); Integer[] i = new Integer[3]; //调用泛型方法,将数据转为对应类型数组 i = list.toArray(i); for (Integer integer : i) { System.out.println(integer); } } }
在定义泛型方法时,我们可以参考如下图(注意:方法返回类型和方法参数类型至少需要一个!)
静态泛型方法
除了普通的泛型方法外,还有一类静态泛型方法
【代码示例】
//静态泛型方法 public static < E > void printArray( E[] inputArray ) { for ( E element : inputArray ){ System.out.printf("%s",element); } }
在使用静态泛型方法时需要注意:
静态方法的加载先于类的实例化,也就是说类中的泛型还没有传递真正的类型参数,静态的方法的加载就已经完成了,所以静态泛型方法是没有办法使用类上声明的泛型的。只能使用自己声明的< E >
泛型限定符-extends
在泛型的使用中可以使用关键字 extends 限定子类,看下面一段代码:
【代码示例】
class Grandfather { public String toString() { return "我是爷爷"; } } class Father extends Grandfather{ public String toString() { return "我是爹"; } } class Son extends Father{ public String toString() { return "我是儿子"; } }
先定义三个存在继承关系的爷爷-父亲-儿子的类,然后我们重写ArrayList的泛型
class Arraylist<E extends Father>
【调用】
ArrayList<Father> list = new ArrayList<>(); list.add(new Father()); list.add(new Son()); list.add(new Grandfather());
当我们添加Grandfather对象时,编译器报错如上,说明在使用extends进行限定的时候,仅能传入类与子类,同理可推出可以使用关键字 super 限定父类!
泛型擦除
在泛型的使用过程中,有个现象需要特别注意一下,那就是泛型擦除,泛型仅存在于编译时,JVM中是不存在泛型的,我们可以将上述ArrayList.class文件进行反编译,可以通过jad反编译工具,也可以通过网上的在线工具均可哈。
反编译后源码:
//反编译后的代码 package com.javabuild.server.pojo; import java.util.Arrays; class Arraylist { private Object[] elementData; private int size = 0; public Arraylist(int initialCapacity) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } public boolean add(Object e) { ++this.size; this.elementData[this.size] = e; return true; } Object elementData(int index) { return this.elementData[index]; } public Object[] toArray(Object[] a) { return (Object[])Arrays.copyOf(this.elementData, this.size, a.getClass()); } public static void printArray(Object[] inputArray) { Object[] var1 = inputArray; int var2 = inputArray.length; for(int var3 = 0; var3 < var2; ++var3) { Object element = var1[var3]; System.out.printf("%s", new Object[]{element}); } } }
可以发现Java中的泛型均被Object替换,因为在JVM解析的过程中会进行泛型的擦除操作。
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