一 什么是泛型
Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
简单理解就是:泛型指定编译时的类型,减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常。其主要用途是提高我们的代码的复用率。
我们Java标准库中的ArrayList就是泛型使用的典型应用:
- public class ArrayList
extends AbstractList implements List , RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { - ......
- public ArrayList(Collection extends E> c) {
- elementData = c.toArray();
- if ((size = elementData.length) != 0) {
- // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
- if (elementData.getClass() != Object[].class)
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
- } else {
- // replace with empty array.
- this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
- }
- }
- public void sort(Comparator super E> c) {
- final int expectedModCount = modCount;
- Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
- if (modCount != expectedModCount) {
- throw new ConcurrentModificationException();
- }
- modCount++;
- }
- .....
- public E get(int index) {
- rangeCheck(index);
- return elementData(index);
- }
- public boolean add(E e) {
- ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
- }
二 extends和super通配符
在定义泛型类型Generic 的时候,也可以使用extends通配符来限定T的类型:
- public class Generic
{ ... }
现在,我们只能定义:
- Generic
p1 = null; - Generic
p2 = new Generic<>(1, 2); - Generic
p3 = null;
因为Number、Integer和Double都符合 。
非Number类型将无法通过编译:
- Generic
p1 = null; // compile error! - Generic
因为String、Object都不符合 ,因为它们不是Number类型或Number的子类。
我们看一个例子:
- public class Test {
- static class Food {
- }
- static class Fruit extends Food {
- }
- static class Apple extends Fruit {
- }
- static class Orange extends Fruit {
- }
- public void testExtend() {
- List extends Fruit> list = new ArrayList
(); - //无法安全添加任何具有实际意义的元素,报错,extends为上界通配符,只能取值,不能放.
- //因为Fruit的子类不只有Apple还有Orange,这里不能确定具体的泛型到底是Apple还是Orange,所以放入任何一种类型都会报错
- //list.add(new Apple());
- //list.add(new Orange());
- //可以添加null,因为null可以表示任何类型
- list.add(null);
- //可以正常获取,用java多态
- Food foot = list.get(0);
- Apple apple = (Apple) list.get(0);
- }
- public void testSuper() {
- List super Fruit> list = new ArrayList
(); - //super为下界通配符,可以存放元素,但是也只能存放当前类或者子类的实例,以当前的例子来讲,
- list.add(new Fruit());
- list.add(new Apple());
- //无法确定Fruit的父类是否只有Food一个(Object是超级父类)
- //因此放入Food的实例编译不通过,只能放自己的实例 或者根据java多态的特性放子类实例
- //list.add(new Food());
- //List super Fruit> list2 = new ArrayList
(); - //Fruit fruit = list.get(0); //不能确定返回类型
- }
- }
在testExtend方法中,因为泛型中用的是extends,在向list中存放元素的时候,我们并不能确定List中的元素的具体类型,即可能是Apple也可能是Orange。因此调用add方法时,不论传入new Apple()还是new Orange(),都会出现编译错误。
理解了extends之后,再看super就很容易理解了,即我们不能确定testSuper方法的参数中的泛型是Fruit的哪个父类,因此在调用get方法时只能返回Object类型。结合extends可见,在获取泛型元素时,使用extends获取到的是泛型中的上边界的类型(本例子中为Fruit),范围更小。
总结:
有了上面的结论我们看下Java标准库的Collections类定义的copy()方法,这个copy()方法的定义就完美地展示了extends和super的意图:
- public class Collections {
- // 把src的每个元素复制到dest中:
- public static
void copy(List super T> dest, List extends T> src) { - for (int i=0; i
- T t = src.get(i);
- dest.add(t);
- }
- }
- }
三 泛型擦除
Java的泛型是伪泛型,这是因为Java在编译期间,所有的泛型信息都会被擦掉,正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除。Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的,在生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的,使用泛型的时候加上类型参数,在编译器编译的时候会去掉,这个过程成为类型擦除
我们看一个示例:
- public class Test2 {
- public static void main(String[] args) {
- Map
map = new HashMap<>(); - Animal animal = new Animal();
- animal.setVegetarian(true);
- animal.setEats("fish");
- map.put("cat", animal);
- String json = new Gson().toJson(map);
- System.out.println(json);
- Map
jsonToMap = fromJson(json); - System.out.println(jsonToMap);
- Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
- System.out.println(animal1.getEats());
- }
- public static
T fromJson(String str) { - return new Gson().fromJson(str, new TypeToken
() { - }.getType());
- }
- }
上的代码运行会提示如下异常:
- Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.uaf.rabbitmq.producer.Animal
- at com.uaf.rabbitmq.producer.Test2.main(Test2.java:30)
异常原因主要是这句:new Gson().fromJson(str, new TypeToken () {}.getType());
这句在实际执行的时候,List 中的T并未传入实际的泛型参数,导致Gson按照LinkedTreeMap来解析JSON,以致发生了错误;这就是一个在编译期泛型类型擦除所导致的问题;
解决这个问题我们需要修改fromJson方法
- public class Test2 {
- public static void main(String[] args) {
- Map
map = new HashMap<>(); - Animal animal = new Animal();
- animal.setVegetarian(true);
- animal.setEats("fish");
- map.put("cat", animal);
- String json = new Gson().toJson(map);
- System.out.println(json);
- Map
jsonToMap = fromJson(json, - new TypeToken
- System.out.println(jsonToMap);
- Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
- System.out.println(animal1.getEats());
- }
- public static
T fromJson(String str, Type type) { - return new Gson().fromJson(str, type);
- }
- }
在Gson中提供了TypeToken解决泛型运行时类型擦除问题,TypeToken 这个类来帮助我们捕获像Map这样的泛型信息。上文创建了一个匿名内部类,这样Java编译器就会把泛型信息编译到这个匿名内部类里,然后在运行时就可以被getType()方法用反射API提取到。
本文题目:Java泛型你必须知道的知识
URL网址:http://www.mswzjz.cn/qtweb/news27/473227.html
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