Java泛型

目录

• 泛型原理
  • 什么是泛型&为什么引入泛型
  • 总结泛型的好处
  • 泛型类
  • 泛型方法
  • 无界泛型通配符
  • 泛型通配符 "?" 和 T、E、R、K、V 的区别
• 泛型擦除
• 参考资料

 

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泛型原理

什么是泛型&为什么引入泛型

public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(521);//添加 Integer 类型元素
        list.add("wan");//添加 String 类型元素
        list.add(true);//添加 Boolean 类型元素
        list.add('a');//添加 Character 类型元素
        Object item1 = list.get(0);//只能用 Object 接受元素
        list.forEach(item -> {
            //使用 item，这里的 item 类型是 Object，由于不知道 item 的确切类型，我们需要判断之后强转
            if (item instanceof Integer) {
                //执行业务...
            } else if (item instanceof String) {
                //执行业务...
            } else if (item instanceof Boolean) {
                //执行业务...
            } //继续判断类型...
        });
    }

JDK5 之前没有泛型时，声明的 List 集合默认是可以存储任意类型元素。开发的时候由于不知道集合中元素的确切类型，遍历的时候我们拿到的 item 其实是 Object 类型，如果要使用就必须强转，强转就必须得判断当前元素的具体类型，否则直接使用强转很可能会发生类型转换异常。这样就会让开发很不方便，每次都要额外做判断工作。

有了泛型的指定，我们声明的 list 就只能存储规定类型 String ，当存储其他类型的元素时编辑器就会直接给我们报错（可以在 IDEA 开发环境中看 add 方法提示参数类型就是 String），这样类型不匹配的问题就在编译时候就能检查出来，而不会在运行时才抛出异常。而且当我们进行遍历、获取元素等操作时，get 方法返回值就是 String 类型的。

总结泛型的好处

• 编译期类型安全
• 避免了强制类型转换运行时异常
• 同一个类可以操作多种类型数据，代码复用

泛型类

ArrayList 是最典型的泛型类例子。 ArrayList 在定义的时候指定了一个泛型 ，并且下面的添加元素、获取元素等方法也都是对这个 E 进行操作。也可以在一个类中定义多个泛型参数，比如 HashMap。

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>

泛型方法

有时候开发中我们会有这样一种需求，根据方法传入的参数类型不同，返回不同的返回值类型。

public static <E, T> List<T> convertListToList(List<E> input, Class<T> clzz) {
        List<T> output = Lists.newArrayList();
        if (CollectionUtils.isNotEmpty(input)) {
            input.forEach(source -> {
                T target = BeanUtils.instantiate(clzz);
                BeanUtils.copyProperties(source, target);
                output.add(target);
            });
        }
        return output;
    }

无界泛型通配符

"?" 代表不确定的类型。泛型的上界下界：

IPage<? extends AppOrderResponse> //表示泛型最高类型是 AppOrderResponse，只能是它或它的子类
IPage<? super AppOrderResponse> //表示泛型最低类型是 AppOrderResponse。只能是它或它的父类

上面都是把无界通配符用在返回值，无界通配符也是可以用在方法参数上的。

使用上界参数

 public void test1(List<? extends AppOrderResponse> list){
        list.add(new AppOrderDispatchedResponse());//添加元素报错，因为我们传入的可能是 List<AppOrderWaitPaidResponse>
        list.add(new AppOrderResponse());//添加元素报错,因为我们传入的可能是 List<AppOrderWaitPaidResponse>
        list.add(null);//这是唯一可以添加的元素 null
        AppOrderResponse appOrderResponse = list.get(0);//接受元素类型为 AppOrderResponse
}

泛型上界参数在方法内只能读取，不能写入。

使用下界参数

public void test2(List<? super AppOrderResponse> list){
    list.add(new AppOrderResponse());//可以添加
    list.add(new AppOrderDispatchedResponse());//可以添加
    Object object = list.get(0);//接受元素的类型为 Object
}

泛型下界参数在方法内只能写入，不能读取。

泛型通配符 "?" 和 T、E、R、K、V 的区别

• T、E、R、K、V 对于程序运行时没有区别，只是名字不同
• ? 表示不确定的泛型类型
• T (type) 表示具体的一个泛型类型
• K V (key value) 分别代表 Map 中的键值 Key Value
• E (element) 代表元素，例如 ArrayList 中的元素
• T 用于定义泛型类和泛型方法
• "?" 用于方法形参

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泛型擦除

所谓的泛型擦除其实很简单，简单来说就是泛型只在编译时起作用，运行时泛型还是被当成 Object 来处理，示例代码

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("wan");//add 方法形参类型为 String
        String s = list.get(0);//get方法返回值类型为 String
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        System.out.println("list 和 list2 类型相同吗：" + (list.getClass() == list2.getClass()));//true 两个 ArrayList 是同一个类型的
        Method[] methods = list.getClass().getMethods();
        for (Method method : methods) {
            method.setAccessible(true);
            if (method.getName().equals("add")) {
                Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
                if (parameterTypes.length == 1) {
                    for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
                        System.out.println("add(E e) 形参 E 的类型为：" + parameterType.getName());//泛型的参数 E 运行时是 Object 类型
                    }
                }
            } else if (method.getName().equals("get")) {
                Class<?> returnType = method.getReturnType();
                System.out.println("E get(int index) 的返回值 E 的类型为：" + returnType.getName());
            }
        }
    }

可以看到我们实例化 ArrayList 时虽然传入不同的泛型，但其实它们仍然还是同一个类型。对于 add 方法的形参和 get 方法的返回值，按道理说我们指定的泛型是 String 那么打印出来应该是 String 才对，但是这里运行时得到的却都是 Object，所以这就足以证明了，泛型在编译期起作用，运行时一律被擦除当做 Object 看待，这就是泛型擦除。

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参考资料

1. 一文带你搞懂 Java 泛型 - 知乎 (zhihu.com)
2. Java 泛型擦除 - hongdada - 博客园 (cnblogs.com)