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Java泛型知识总结

开发技术 开发技术 2022-06-08 次浏览

泛型

前言

在没有泛型之前,程序员必须使用Object编写适用于多种类型的代码。很繁琐,也不安全。
泛型的引入使Java有了一个很强的类型系统,允许设计者详细地描述变量和方法的类型要如何变化。
在普通的情况下,实现泛型代码很容易。在更高级的情况下,我们的目标是提供让其他程序员可以轻松使用的类和方法,这对实现者来说会非常复杂。

为什么要使用泛型

用泛型编写的代码可以对多种不同对象的类型进行重用。

没有泛型之前,使用Object(继承)实现不同类型对象间的匹配。这种方法有两个弊端

  • 获取一个值时必须进行强制转换(繁琐)
  • 编译期没有错误检查(不安全)

因此,泛型提供了一种解决方案:类型参数(type parameter)。 使代码更具有可读性。
编译器也可以充分利用这个类型信息。调用get的时候不需要强制转换。编译器还知道add方法有一个类型为String的类型参数,这比Object类型要安全。现在,编译器可以检查,防止你插入错误类型的对象。编译期出现错误比运行期出现类的强制转换异常要好的多。

泛型类

有一个或多个类型变量的类。

例如:定义一个类型变量T,用 <> 括起来,放在类名后边。泛型类还可以有多个类型变量,<T, U>。
变量类型可以应用于方法的返回值类型以及字段和局部变量。

使用具体的类型替换类型变量来实例化反省类型,可以把结果想像成一个普通类。

泛型方法

泛型方法可以定义在普通类中,也可以定义在泛型类中。

注意,泛型变量要放在方法返回值前。

调用泛型方法的方式(例子是调用静态方法):

  • ArrAlg.<String>getMiddle(); 注意调用格式
  • ArrAlg.getMiddle(); 简单调用

类型变量的限定

场景:某个方法参数为泛型T,在方法体中要调用compareTo方法来比较大小,既然使用了泛型,说明该方法可以传入任何参数对象,那么如何知道T所属的类有一个compareTo方法呢?

解决这个问题的方法就是限制T只能是实现了Comparable接口的类。可以通过对变量类型T设置一个限定来实现这一点:public static <T extends Comparable> T min(T[] t)

此时,在调用泛型方法min时只能传递实现了Comparable接口的类型对象的参数。

语法就是:<T extends BoundingType>,T和限定类可以是类也可以是接口。

一个类型变量或通配符可以有多个限定:

  • 类型变量用逗号分隔
    • <T, U extends Comparable>
  • 限定类型用&分隔
    • <T extends Comparable & Serializable>

注意: 可以限定多个接口,类最多只能限定一个。如果有一个类作为限定,这个类必须是第一个限定。

泛型代码和虚拟机

无论何时定义一个泛型,都会自动提供一个原始类型(raw type)。这个原始类型就是去掉类型参数后的泛型类型名。对于无限定的变量替换为Object。

原始类型第一个限定类型来替换类型变量,如果没有给定限定,则替换为Object。例如:

public class Interval<T extends Comparable & Serializable> {
    private T lower;
}
// Comparable为第一个限定类型,所以使用它来替换
public class Interval {
    private Comparable lower;
}

泛型转换的步骤

  • 对原始方法Pair.getFirst调用返回Object类型
  • 将返回的Object类型转换为Employee类型

泛型转换规则

  • 虚拟机中没有泛型,只有普通的类和方法
  • 所有的类型参数都会替换为他们的限定类型
  • 会合成桥方法来保持多态
  • 为保持类的安全性,必要时会插入强制类型转换

@SuppressWarnings("unchecked")

这个注解会关闭代码检查

泛型的限制与局限性

  • 泛型不能使用基本数据类型
  • 类型比较只适用于原始类型
  • 不能创建泛型数组

通配符

泛型通配符搭配集合使用一般在方法的参数中比较常见
方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符,要特别注意如下:
1 集合的类型会提升为Object类型。
2 方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符,那么此集合不能进行添加和修改操作 , 可以删除和获取
在集合中泛型是不支持多态的,如果为了匹配任意类型,我们就会使用泛型通配符了。

<?> 可以表示任意类型

受限通配符

对泛型做约束,给泛型指定类型时,只能是某个类的父类或子类。

  • 下限
    • ? super 类型
  • 上限
    • ? extends 类型

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