128. Java 泛型 - 类型推断和泛型方法
1. 什么是类型推断？
类型推断（Type Inference）是 Java 编译器的能力，它可以在方法调用时自动推断出泛型类型，而无需程序员显式指定类型参数。这意味着，在调用泛型方法时，我们通常不需要手动提供类型参数，编译器会根据方法的参数类型、返回值类型等信息推断出合适的泛型类型。
示例：基本的类型推断
来看一个简单的泛型方法 pick：
static <T> T pick(T a1, T a2) {
return a2;
}
这里的 <T> 代表一个泛型类型参数，它将在方法调用时由 Java 编译器自动推断。
类型推断示例：
Serializable s = pick("d", new ArrayList<String>());
在这行代码中，方法 pick("d", new ArrayList<String>()) 传入了两个不同的参数：
-
"d"是String类型 -
new ArrayList<String>()是ArrayList<String>类型
Java 编译器会推断出最具体的公共类型，在这里 String 和 ArrayList<String> 共同的父类型是 Serializable，所以 pick 方法的返回值被推断为 Serializable。
2. 泛型方法中的类型推断
泛型方法的类型推断允许我们像调用普通方法一样调用泛型方法，而无需在尖括号 <> 中指定类型参数。
来看一个实际的例子，BoxDemo 类演示了如何使用泛型方法来操作 Box<U> 类型的列表：
BoxDemo 类：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
class Box<T> {
private T value;
public void set(T value) {
this.value = value;
}
public T get() {
return value;
}
}
public class BoxDemo {
// 泛型方法：向列表中添加 Box<U> 类型的对象
public static <U> void addBox(U u, List<Box<U>> boxes) {
Box<U> box = new Box<>(); // 创建 Box<U> 实例
box.set(u);
boxes.add(box); // 将 Box<U> 添加到列表
}
// 泛型方法：输出列表中的所有 Box<U> 内容
public static <U> void outputBoxes(List<Box<U>> boxes) {
int counter = 0;
for (Box<U> box : boxes) {
U boxContents = box.get();
System.out.println("Box #" + counter + " contains [" +
boxContents.toString() + "]");
counter++;
}
}
public static void main(String[] args) {
List<Box<Integer>> listOfIntegerBoxes = new ArrayList<>();
// 方式 1：显式指定类型参数 <Integer>
BoxDemo.<Integer>addBox(10, listOfIntegerBoxes);
// 方式 2：省略类型参数，编译器自动推断
BoxDemo.addBox(20, listOfIntegerBoxes);
BoxDemo.addBox(30, listOfIntegerBoxes);
// 输出 Box 列表的内容
BoxDemo.outputBoxes(listOfIntegerBoxes);
}
}
运行结果：
Box #0 contains [10]
Box #1 contains [20]
Box #2 contains [30]
3. 类型推断的工作方式
在 BoxDemo 类中，addBox 是一个泛型方法：
public static <U> void addBox(U u, List<Box<U>> boxes) { ... }
这个方法接受：
- 一个类型为
U的元素u - 一个存储
Box<U>的列表boxes
方式 1：显式指定类型参数
BoxDemo.<Integer>addBox(10, listOfIntegerBoxes);
这里，我们在调用 addBox 时手动指定了 <Integer>，明确告诉编译器 U 应该是 Integer。
方式 2：省略类型参数，自动推断
BoxDemo.addBox(20, listOfIntegerBoxes);
在这里，我们没有显式写 <Integer>，但编译器通过方法参数 20（它是 Integer）推断出了 U 的类型。因此，addBox 方法会被当作 addBox(Integer u, List<Box<Integer>> boxes) 进行编译。
4. 为什么类型推断很重要？
类型推断使代码更加简洁，减少了重复性。如果没有类型推断，我们在每次调用泛型方法时都需要手动提供类型参数，这会增加代码的冗余。例如，如果 Java 不支持类型推断，那么我们必须这样写：
BoxDemo.<Integer>addBox(Integer.valueOf(10), listOfIntegerBoxes);
BoxDemo.<Integer>addBox(Integer.valueOf(20), listOfIntegerBoxes);
BoxDemo.<Integer>addBox(Integer.valueOf(30), listOfIntegerBoxes);
但有了类型推断，我们只需要这样写：
BoxDemo.addBox(10, listOfIntegerBoxes);
BoxDemo.addBox(20, listOfIntegerBoxes);
BoxDemo.addBox(30, listOfIntegerBoxes);
这样不仅使代码更加清晰，也减少了不必要的重复信息。
5. 什么时候编译器无法推断类型？
虽然 Java 编译器通常可以成功推断泛型方法的类型参数，但在某些情况下，它可能无法确定具体的类型，比如：
示例 1：类型不匹配
BoxDemo.addBox(null, listOfIntegerBoxes); // 编译错误
这里，null 没有具体的类型信息，编译器无法推断 U 的类型，因此会报错。
示例 2：返回值丢失
var result = pick("string", 123); // 编译错误
如果 pick 方法的两个参数类型不同（如 String 和 Integer），编译器无法推断 T 的具体类型。
示例 3：泛型方法调用返回值未使用
pick("Hello", "World"); // 可能编译警告
如果泛型方法的返回值没有赋值给变量，编译器可能会发出警告。
6. 结论
- 类型推断 使 Java 泛型方法的调用更加简洁，不需要手动指定类型参数。
-
编译器可以根据方法的参数类型和返回值推断泛型类型，减少重复的
<T>指定。 -
在某些情况下，编译器无法推断类型，比如
null作为参数或不同类型参数混用时，需要手动指定类型参数。
