Java泛型

1.为什么需要泛型

java中的泛型是java1.5版本中出现的新特性,为java中的一个语法糖。个人理解该泛型的出现,主要是因为没有泛型时,取出元素后需要进行转型的,这是不安全的操作。有可能程序员进行了错误的转型,这样会导致程序出问题。最关键的是,这种问题在编译期,我们是无法发现的,只能在运行时发现。这其实是我们最不能忍受的一点。

为了解决这个问题,让问题提前到编译期就能发现,Java推出的了泛型。泛型最常使用的在各种容器中,例如在容器中需要制定可以接受的参数类型。

2.泛型基本使用

泛型在java中很多使用场景,其中包括泛型类和泛型方法。具体的使用可以看下面的实例。

<code>

//泛型类

class Pair {

K k;

V v;

Pair(K k, V v) {

    this.k = k;

    this.v = v;

}

public K getK() {

    return k;

}

public void setK(K k) {

    this.k = k;

}

public V getV() {

    return v;

}

public void setV(V v) {

    this.v = v;

}

}
</code>
<code>
class Util {

//普通类中的,泛型方法,需要提前声明对应的泛型类型

public static boolean equel(Pair p1, Pair p2) {

    return p1.getK().equals(p2.getK()) && p1.getV().equals(p2.getV());

}

}
</code>
<code>
public class GenericTest {

public static void main(String args[]) {

    //在<>中指定具体的类型

    Pair pair1 = new Pair(1, "hello");

    Pair pair2 = new Pair(1, "hello");

    Pair pair3 = new Pair(2, "world");

    Pair pair4 = new Pair(1, 2);

    System.out.println(Util.equel(pair1, pair2));

    System.out.println(Util.equel(pair1, pair3));

}

}

</code>

3.泛型的实现

介绍完泛型的基本使用后,我们来看一下Java语言是如何实现泛型的。

Java语言实际实现泛型的方法,个人理解还是比较粗暴的,由编译器帮你实现的强制转型。你所声明的List或List等,在编译完成后的字节码中,实际上的存储为List。尖括号中的类型信息在编译后的类中,不在存在。所以在JVM看来List和List其实就是一个东西。

具体我可以看看,我们写的类和class文件反编译后的类。

<code>
//Java原文件

public class SugarTest {

public static void main(String args[]) {

    List list = Arrays.asList(1,23,4,5);

    for (Integer i : list) {

        System.out.println(i);

    }

}

}
</code>
<code>
//Java class文件反编译后的类

public class SugarTest {

public SugarTest() {

}

public static void main(String[] args) {

    //Listf反编译后的文件,表现为了一个raw type的List

    List list = Arrays.asList(new Integer[]{Integer.valueOf(1), Integer.valueOf(23), Integer.valueOf(4), Integer.valueOf(5)});

    //for循环遍历列表,在这里被解释为了迭代器

    Iterator var2 = list.iterator();

    while(var2.hasNext()) {

        //在读取元素时,这里的Java编译器做了一个强制转型

        Integer i = (Integer)var2.next();

        System.out.println(i);

    }

}

}
</code>

4.泛型使用注意点

在基本的Java类型中是有一定的继承关系的,如所有的类都是Object类的子类。但是泛型中参数类型是不可变的,List和List不存在继承关系。如下所示的代码是无法编译通过的。

<code>
//调用函数

List list1 = Arrays.asList(1,24,4);

printList(list1);

//函数打印

private void printList(List list) {

    for (Object i : list) {

        System.out.println(i);

    }

}

Error:(20, 19) java: 不兼容的类型: java.util.List无法转换为java.util.List
</code>
为了解决这类问题,Java语言给出了用通配符 ?和关键字 extends、super搭配使用来做到泛型中的类型继承功能。

  这里单独说下通配符 ? 。通配符 ? 表示的未知的与泛型中的T不太一样,例如class表示某种具体的T数据类型的class类,而class则表示某种数据类型未知的class类。List这种类型我们可以进行读操作,但是写操作,只能写入null值到这里List中。

<code>
List list = Arrays.asList(1,23,4,5);

System.out.println(list.get(0));

list.add(4); //error
<code>

具体的使用,一般为 List 或者 List。前者表示为type的子类的集合,而后者表示为type的超类的集合。一般两者的使用上,我们是基于PECS原则,即(producer-extends,consumer-super)。例如,List这种数据类型,对应的add操作(生成者),就应该有extends,而get操作(消费者)则是super。具体例子如下:

<code>
class MyList {

private T t;



public void addAll(List list) {

    ...

}



public void popAll(List list) {

    ...

}

}
</code>
<code>
public class ListTest {

public static void main(String args[]) {

    List listAdd = new ArrayList<>();

    List listPop = new ArrayList<>();

    MyList myList = new MyList();

    myList.addAll(listAdd);

    myList.popAll(listPop);

}

}
</code>

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