Java中的Type详解
本文主要介绍java中Type
接口的来历以及相关的几个接口。
通过这边文章,我们可以了解到与泛型相关的几个接口, 对泛型的分类有个了解;
还可以了解到Type
接口与Class
类的关系, 以及Type
出现的原因.
反射相关接口
下面就把Type
的来龙去脉彻底弄清楚
Type
Type是所有类型的父接口, 如原始类型(
raw types
,对应Class)、 参数化类型(parameterized types
, 对应ParameterizedType
)、 数组类型(array types
,对应GenericArrayType
)、 类型变量(type variables
, 对应TypeVariable
)和基本(原生)类型(primitive types
, 对应Class
), 子接口有ParameterizedType, TypeVariable<D>, GenericArrayType, WildcardType
, 实现类有Class
ParameterizedType
具体的泛型类型, 如Map<String, String>
有如下方法:
Type getRawType()
: 返回承载该泛型信息的对象, 如上面那个Map<String, String>
承载泛型信息的对象是Map
Type[] getActualTypeArguments()
: 返回实际泛型类型列表, 如上面那个Map<String, String>
实际泛型列表中有两个元素, 都是String
Type getOwnerType()
: 返回是谁的member.(上面那两个最常用)
public class ReflectDemo {
Map<String, String> map;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Field f = TestType.class.getDeclaredField("map");
System.out.println(f.getGenericType()); // java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String>
System.out.println(f.getGenericType() instanceof ParameterizedType); // true
ParameterizedType pType = (ParameterizedType) f.getGenericType();
System.out.println(pType.getRawType()); // interface java.util.Map
for (Type type : pType.getActualTypeArguments()) {
System.out.println(type); // 打印两遍: class java.lang.String
}
System.out.println(pType.getOwnerType()); // null
}
}
TypeVariable
类型变量, 泛型信息在编译时会被转换为一个特定的类型, 而TypeVariable
就是用来反映在JVM编译该泛型前的信息.
它的声明是这样的: public interface TypeVariable<D extends GenericDeclaration> extends Type
也就是说它跟GenericDeclaration
有一定的联系, 我是这么理解的:
TypeVariable
是指在GenericDeclaration
中声明的<T>、<C extends Collection>
这些东西中的那个变量T、C
; 它有如下方法:
Type[] getBounds()
: 获取类型变量的上边界, 若未明确声明上边界则默认为Object
D getGenericDeclaration()
: 获取声明该类型变量实体String getName()
: 获取在源码中定义时的名字
注意:
- 类型变量在定义的时候只能使用
extends
进行(多)边界限定, 不能用super
; - 为什么边界是一个数组? 因为类型变量可以通过
&
进行多个上边界限定,因此上边界有多个
public class ReflectDemo <K extends Comparable & Serializable, V> {
K key;
V value;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 获取字段的类型
Field fk = TestType.class.getDeclaredField("key");
Field fv = TestType.class.getDeclaredField("value");
Assert.that(fk.getGenericType() instanceof TypeVariable, "必须为TypeVariable类型");
Assert.that(fv.getGenericType() instanceof TypeVariable, "必须为TypeVariable类型");
TypeVariable keyType = (TypeVariable)fk.getGenericType();
TypeVariable valueType = (TypeVariable)fv.getGenericType();
// getName 方法
System.out.println(keyType.getName()); // K
System.out.println(valueType.getName()); // V
// getGenericDeclaration 方法
System.out.println(keyType.getGenericDeclaration()); // class com.test.TestType
System.out.println(valueType.getGenericDeclaration()); // class com.test.TestType
// getBounds 方法
System.out.println("K 的上界:"); // 有两个
for (Type type : keyType.getBounds()) { // interface java.lang.Comparable
System.out.println(type); // interface java.io.Serializable
}
System.out.println("V 的上界:"); // 没明确声明上界的, 默认上界是 Object
for (Type type : valueType.getBounds()) { // class java.lang.Object
System.out.println(type);
}
}
}
GenericArrayType
泛型数组,组成数组的元素中有泛型则实现了该接口; 它的组成元素是ParameterizedType
或TypeVariable
类型,它只有一个方法:
Type getGenericComponentType()
: 返回数组的组成对象, 即被JVM编译后实际的对象
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) {
Method method = Test.class.getDeclaredMethods()[0];
System.out.println(method);
Type[] types = method.getGenericParameterTypes(); // 这是 Method 中的方法
for (Type type : types) {
System.out.println(type instanceof GenericArrayType);
}
}
}
class Test<T> {
public void show(List<String>[] pTypeArray, T[] vTypeArray,
List<String> list, String[] strings, int[] ints) {}
}
- 第一个参数
List<String>[]
的组成元素List<String>
是ParameterizedType
类型, 打印结果为true
- 第二个参数
T[]
的组成元素T
是TypeVariable
类型, 打印结果为true
- 第三个参数
List<String>
不是数组, 打印结果为false
- 第四个参数
String[]
的组成元素String
是普通对象, 没有泛型, 打印结果为false
- 第五个参数
int[] pTypeArray
的组成元素int
是原生类型, 也没有泛型, 打印结果为false
WildcardType
该接口表示通配符泛型, 比如? extends Number
和 ? super Integer
它有如下方法:
Type[] getUpperBounds()
: 获取泛型变量的上界Type[] getLowerBounds()
: 获取泛型变量的下界
注意:
- 现阶段通配符只接受一个上边界或下边界, 返回数组是为了以后的扩展, 实际上现在返回的数组的大小是1
public class ReflectDemo {
private List<? extends Number> a; //a没有下界, 取下界会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
private List<? super String> b; //限定下边界,?为String的父类
public static void main(String[] args) throws Exception {
Field fieldA = ReflectDemo.class.getDeclaredField("a");
Field fieldB = ReflectDemo.class.getDeclaredField("b");
// 先拿到泛型类型
Assert.isTrue(fieldA.getGenericType() instanceof ParameterizedType, "");
Assert.isTrue(fieldB.getGenericType() instanceof ParameterizedType, "");
ParameterizedType pTypeA = (ParameterizedType) fieldA.getGenericType();
ParameterizedType pTypeB = (ParameterizedType) fieldB.getGenericType();
// 再从泛型里拿到通配符类型
Assert.isTrue(pTypeA.getActualTypeArguments()[0] instanceof WildcardType, "");
Assert.isTrue(pTypeB.getActualTypeArguments()[0] instanceof WildcardType, "");
WildcardType wTypeA = (WildcardType) pTypeA.getActualTypeArguments()[0];
WildcardType wTypeB = (WildcardType) pTypeB.getActualTypeArguments()[0];
// 方法测试
System.out.println(wTypeA.getUpperBounds()[0]); // class java.lang.Number
System.out.println(wTypeB.getLowerBounds()[0]); // class java.lang.String
// 看看通配符类型到底是什么, 打印结果为: ? extends java.lang.Number
System.out.println(wTypeA);
}
}
再写几个边界的例子:
List<? extends Number>
, 上界为class java.lang.Number
, 属于Class
类型List<? extends List<T>>
, 上界为java.util.List<T>
, 属于ParameterizedType
类型List<? extends List<String>>
, 上界为java.util.List<java.lang.String>
, 属于ParameterizedType
类型List<? extends T>
, 上界为T
, 属于TypeVariable
类型List<? extends T[]>
, 上界为T[]
, 属于GenericArrayType
类型
它们最终统一成Type作为数组的元素类型
Type及其子接口的来历
泛型出现之前的类型
没有泛型的时候,只有原始类型。此时,所有的原始类型都通过字节码文件类Class类进行抽象。Class类的一个具体对象就代表一个指定的原始类型。
泛型出现之后的类型
泛型出现之后,扩充了数据类型。从只有原始类型扩充了参数化类型、类型变量类型、限定符类型 、泛型数组类型。
与泛型有关的类型不能和原始类型统一到Class的原因
- 产生泛型擦除的原因
原始类型和新产生的类型都应该统一成各自的字节码文件类型对象。但是由于泛型不是最初Java中的成分。如果真的加入了泛型,涉及到JVM指令集的修改,这是非常致命的。
- Java中如何引入泛型
为了使用泛型又不真正引入泛型,Java采用泛型擦除机制来引入泛型。Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性和免去强制类型转换的麻烦。但是,一旦编译完成,所有的和泛型有关的类型全部擦除。
- Class不能表达与泛型有关的类型
因此,与泛型有关的参数化类型、类型变量类型、限定符类型 、泛型数组类型这些类型编译后全部被打回原形,在字节码文件中全部都是泛型被擦除后的原始类型,并不存在和自身类型对应的字节码文件。所以和泛型相关的新扩充进来的类型不能被统一到Class类中。
- 与泛型有关的类型在Java中的表示
为了通过反射操作这些类型以迎合实际开发的需要,Java就新增了ParameterizedType, TypeVariable<D>, GenericArrayType, WildcardType
几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
- 引入Type的原因
为了程序的扩展性,最终引入了Type接口作为Class和ParameterizedType, TypeVariable<D>, GenericArrayType, WildcardType
这几种类型的总的父接口。这样可以用Type类型的参数来接受以上五种子类的实参或者返回值类型就是Type类型的参数。统一了与泛型有关的类型和原始类型Class
- Type接口中没有方法的原因
从上面看到,Type的出现仅仅起到了通过多态来达到程序扩展性提高的作用,没有其他的作用。因此Type接口的源码中没有任何方法。
posted on 2021-03-31 13:30 precedeforetime 阅读(740) 评论(0) 编辑 收藏 举报