java学习笔记-泛型

慢慢来比较快,虚心学技术

前言:早期java使用Object表示任意类型,那么在使用任意类型方法的时候,需要进行向下强转,有可能会导致编译通过,而运行时类型转换错误(如一个list中装了不同的类对象,强转失败)

概念(起源)

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。

泛型

我们先来看一个示例

List list = new ArrayList();
list.add("test");
list.add(1);
list.add(true);

for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str= (String) list.get(i);
    System.out.println("value:" + str);
}

运行代码结果:

value:test
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
    at com.java.SimpleTest.GenericTest.errorTest(GenericTest.java:34)
    at com.java.SimpleTest.GenericTest.main(GenericTest.java:15)

可以看到,代码编译通过但是运行时报类型转换异常ClassCastException。原因是编译时JVM识别到List中的数据符合List指定的数据类型,所以编译通过,而运行时强转类型报错,导致运行时异常。也就引出了前言中的问题,那就是编译正常的类型代码可能在运行时报类型转换异常。那么泛型就是为了解决这一矛盾而产生的。

//List源代码(将类型作为参数传入,规定使用的对象类型)
public interface List<E> extends Collection<E>

//List使用
//将list中的对象的类型作为参数传入
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("test");

//再使用不同的类型进行操作的时候直接编译不通过
list.add(1);

泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。他将类型明确的工作推迟到创建对象或调用方法的时候才去明确,所以具有如下特点:

1.健壮性,只要在编译时期没有出现警告,那么运行时期就不会出现ClassCastException异常.

2.灵活性,不会指定必须使用哪种类型,也就为方法或者类提供了更多的可能性,且不许改变代码

由于java特性限制,泛型类型也具备一个特性:

3.泛型类型只能是引用类型,不可以是基本类型

类型擦除

在JDK5之前是没有泛型这个概念的,那泛型是如何兼容JDK5以前的版本的呢?

Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类 型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数,会被编译器在编译的时候去掉,只保留泛型类型上限。这个过程就称为类型擦除

如:

//代码编写:
List<String> list = new ArraList<>();

//编译时:类型擦除,保留类型上限(String的类型上限为Object)
List list = new ArrayList<>();

泛型类(泛型接口)

泛型类就是把泛型定义在类上,用户使用该类的时候,才把类型明确下来(如List的声明)

//将泛型类型E作为参数传入,在创建实例时指定E的类型,往后便只能使用E类型,保证语法正确性
public interface List<E> extends Collection<E>

//自定义泛型类
public class MyList<T,E>{

    public boolean isNull(T t){
        if(t==null){
            return true;
        }
        return false;
    }

    public boolean isNum(E e){
        if(e instanceof  Integer){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

//使用自定义泛型类
MyList<String,Integer> mylist = new MyList<>();

其中:MyList<T,E> 中的T和E叫做类型参数变量

MyList<T,E> 叫做泛型类

MyList<String,Integer> 中的String和Integer叫做实际类型参数

注意:由上述代码可知,定义在泛型类中的类型参数变量,在泛型类中的方法也可以使用

泛型方法

问题:如果我们之想要某一个方法可以实现类型动态,而不是大张旗鼓的整一个泛型类出来,怎么办?

泛型方法:该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型,编译器适当地处理每一个方法调用

泛型方法声明:

public static < E > void printE( E e){
      System.out.println(e.toString());

}

public static < T > T getT( T t){
       return t;
}

其中,<E>和<T>与上述泛型类中的<T,E>一个意思,都是定义一个泛型类型,只不过这个是定义在方法声明的时候,作用域也只在方法内生效,可以作为参数传入,也可以作为返回值类型

类型通配符

类型通配符

一般是使用?代替具体的类型参数

/**
* 输出任意类型列表
*/
public static void showData(List<?> data){
   System.out.println(data.get(0).getClass());
   System.out.println(data.toString());
}

类型通配符上限

如果想要限定方法中可传入的类型参数的范围,就需要设定通配符上限,设定类型通配符上限后,泛型方法只能在限定范围内,如下addCount方法的类型参数变量只能是Integer的子类

/**
* 限定类型
*/
public static  void addCount(List<? extends Integer> datas){
    for(int i=0;i<datas.size();i++){
      count = count+datas.get(i);
      System.out.println("count="+count);
    }
}

类型通配符下限

类型通配符下限概念与类型通配符上限概念相通,只不过限定的是类型参数变量的最低标准,如下代码subCount方法中的类型参数变量只能是MyTest类的父类

public static  void subCount(List<? super MyTest> datas){
}

绝大多数的类型通配符方法都可以使用泛型方法进行代替

1.参数类型间或者传入参数与返回值有依赖关系的,使用泛型方法

2.如果没有依赖关系,则使用通配符

总结

1.泛型的本质是参数化类型,类型明确的工作推迟到创建对象或调用方法的时候才去明确。保证编译无类型转换异常则运行时也不会有

2.泛型类或泛型方法在编译时会将泛型类型抹去,得到的字节码文件中没有泛型类型,这是为了兼容JDK5以前的版本,专业术语为类型擦除

3.泛型类就是把泛型定义在类上,用户使用该类的时候,才把类型明确下来,在类声明中定义的类型,方法也可以共用

4.泛型方法在调用时可以接收不同类型的参数,在声明方法时,用<>在方法返回值前限定类型参数变量

5.类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数,可以通过限定通配符上限和下限来空值方法类型参数变量的可接受范围

参考文档:

【1】java开发手册

【2】https://blog.csdn.net/briblue/article/details/76736356

【3】https://www.jishux.com/p/cb2dc0c79140134b

【4】菜鸟教程

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