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精通Java，卻不了解泛型？

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「小菜良記」，作者 蔡不菜丶。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系小菜良記公眾號(hào)。

我們上面既然都說到了泛型，那么我們這篇文章就來重新復(fù)習(xí)一下泛型吧!

一、初識(shí)泛型

在沒有泛型的出現(xiàn)之前，我們通常是使用類型為 Object 的元素對(duì)象。比如我們可以構(gòu)建一個(gè)類型為 Object 的集合，該集合能夠存儲(chǔ)任意數(shù)據(jù)類型的對(duì)象，但是我們從集合中取出元素的時(shí)候我們需要明確的知道存儲(chǔ)每個(gè)元素的數(shù)據(jù)類型，這樣才能進(jìn)行元素轉(zhuǎn)換，不然會(huì)出現(xiàn) ClassCastException 異常。

1. 什么是泛型

泛型是在 Java1.5 之后引入的一個(gè)新特性，它特性提供了編譯時(shí)類型安全監(jiān)測(cè)機(jī)制，該機(jī)制允許我們?cè)诰幾g時(shí)監(jiān)測(cè)出非法的類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

它的本質(zhì)就是參數(shù)化類型，也就是所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)。這種參數(shù)類型可以用在 類、接口和方法 中，分別被稱為 泛型類、泛型接口和泛型方法

2. 使用好處

類型安全

有了泛型的存在，只要編譯時(shí)沒有出現(xiàn)警告，那么運(yùn)行時(shí)就不會(huì)出現(xiàn) ClassCastException 異常。

  • 消除強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

從泛型集合中取出元素我們可以不用進(jìn)行類型的轉(zhuǎn)換

  • 可讀性更高

可以直接看出集合中存放的是什么數(shù)據(jù)類型的元素

二、泛型的使用

1. 使用場(chǎng)景

1)泛型類

基本語(yǔ)法

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class 類名稱 <泛型標(biāo)識(shí)，泛型標(biāo)識(shí)，…> {
    2. 
  
  
  
  
  2.   private 泛型標(biāo)識(shí) 變量名; 
    3. 
  
  
  
  
  3.   .....
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5.

使用示例

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class Result{
    2. 
  
  
  
  
  2.     private T data;
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4.

注：

Java 1.7 之后可以進(jìn)行類型推斷，后面 <> 中的具體的數(shù)據(jù)類型可以省略不寫：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 類名<具體的數(shù)據(jù)類型> 對(duì)象名 = new 類名<>();
    2.
  • 如果我們使用的時(shí)候沒有用到 <> 來制定數(shù)據(jù)類型，那么操作類型則是 Object
  • 泛型內(nèi)的類型參數(shù)只能是類 類型，而不能是基本數(shù)據(jù)類型，例如int,double,float...
  • 當(dāng)我們傳入不同數(shù)據(jù)類型進(jìn)行構(gòu)造對(duì)象時(shí)，邏輯上可以看成是多個(gè)不同的數(shù)據(jù)類型，但實(shí)際上都是相同類型

以上便是泛型類的簡(jiǎn)單用法，我們想要使用哪種類型，就在創(chuàng)建的時(shí)候指定類型，使用的時(shí)候，該類就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成用戶想要使用的類型。

那么如果我們定義了一個(gè)泛型類，構(gòu)造對(duì)象的時(shí)候卻沒有聲明數(shù)據(jù)類型，那么默認(rèn)為 Object 類型，取出數(shù)據(jù)的時(shí)候則需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Result objectRes = new Result("testObejct");
    2. 
  
  
  
  
  2. String str = (String) objectRes.getData();
    3. 
  
  
  
  
  3. System.out.println(str);
    4.

規(guī)則：

子類也是泛型類，那么子類和父類的泛型類型要一致

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class ResultChild extends Result {}
    2.

子類不是泛型類，那么父類要指定數(shù)據(jù)類型

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class ResultChild extends Result {}
    2.

2)泛型接口

基本語(yǔ)法

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public 接口名稱 <泛型標(biāo)識(shí), 泛型標(biāo)識(shí), ...>{
    2. 
  
  
  
  
  2.     泛型標(biāo)識(shí) 方法名();
    3. 
  
  
  
  
  3.     ...
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5.

使用示例

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public interface ResultInterface {
    2. 
  
  
  
  
  2.     T getData();
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4.

泛型接口與泛型類一樣，有以下規(guī)則：

  • 實(shí)現(xiàn)類不是泛型類，接口要明確數(shù)據(jù)類型
  • 實(shí)現(xiàn)類也是泛型類，實(shí)現(xiàn)類和接口的泛型類型要一致

3)泛型方法

在 Java 中，泛型類和泛型接口的定義相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是 泛型方法 就比較復(fù)雜。

  • 泛型類，是在實(shí)例化類的時(shí)候指明泛型的具體類型
  • 泛型方法，是在調(diào)用方法的時(shí)候指明泛型的具體類型

基本語(yǔ)法

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 修飾符  返回值類型 方法名(形參列表){}
    2.

修飾符與返回值類型之間的 用于聲明此方法為泛型方法

只有聲明了 的方法才是泛型方法，就算返回值類型中的泛型類使用泛型的成員方法也并不是泛型方法

表明該方法將使用泛型類型 T，此時(shí)才可以在方法中使用泛型類型 T

使用示例

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private  Result getResult(T data) {
    2. 
  
  
  
  
  2.  return new Result(data);
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4.

泛型方法與可變參數(shù)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private  void printData(T... data) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     for (T t : data) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         System.out.println(t);
    4. 
  
  
  
  
  4.     }
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

注：

  • 泛型方法能使方法獨(dú)立于類而產(chǎn)生變化
  • 如果 靜態(tài)(static) 方法 要使用泛型能力，就必須使其成為泛型方法

2. 類型通配符

1)什么是類型通配符

  • 類型通配符一般使用 " ? " 代替具體的實(shí)參類型
  • 類型通配符是 實(shí)參類型 ，而不是 形參類型

類型通配符又分為 類型通配符的上限 和 類型通配符的下限

2)基本語(yǔ)法

類型通配符的上限：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 類/接口
    2.

類/接口

注：要求該泛型的類型，只能是實(shí)參類型，或?qū)崊㈩愋偷?子類 類型

類型通配符的下限：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 類/接口
    2.

注：要求該泛型的類型，只能是實(shí)參類型，或?qū)崊㈩愋偷?父類 類型

2)使用示例

類型通配符的上限：

如果我們要打印一個(gè) List 的值，我們可能會(huì)這么做：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private void printData(List list) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         System.out.println(list.get(i));
    4. 
  
  
  
  
  4.     }
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

看上去沒啥問題，但是又覺得怪怪的。因?yàn)檫@就跟黑匣子一樣，我根本不知道這個(gè) List 里面裝的是什么類型的參數(shù)。那我們就在傳參的時(shí)候定義一下類型：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. private void printData(List list) {
  
  
  
  
  2.     for (Object o : list) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         System.out.println(o);
    4. 
  
  
  
  
  4.     }
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6. 
 
 
 
 
    但是這樣定義又太廣泛了，Object 是所有類型的父類，如果說我想這個(gè)方法只能操作數(shù)字類型的元素，那我就能用上 類型通配符的上限 來解決這個(gè)問題了：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. private void printData(List numList) {
      2. 
  
  
  
  
    2.     for (Number number : numList) {
      3. 
  
  
  
  
    3.         System.out.println(number);
      4. 
  
  
  
  
    4.     }
      5. 
  
  
  
  
    5. }
      6. 
 
 
 
 
    但我們需要使用這個(gè)方法時(shí)候我們就很直觀的可以看出來，這個(gè)方法傳的實(shí)參只能是 Number 的子類。
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. printData(Arrays.asList(1, 2, 3));
      2. 
  
  
  
  
    2. printData(Arrays.asList(1L, 2L, 3L));
      3. 
 
 
 
 
    類型通配符的下限：
    上面我們了解到 類型通配符上限的使用 ，那么 類型通配符上限 是如何使用的?
    類型通配符上限 在我們平時(shí)開發(fā)中使用的頻率也相對(duì)較少。編譯器只知道集合元素是下限的父類型，但具體是哪一種父類型是不確定的。因此，從集合中取元素只能被當(dāng)成Object類型處理(編譯器無(wú)法確定取出的到底是哪個(gè)父類的對(duì)象)。
    我們可以自定義一個(gè)復(fù)制集合的函數(shù)：
    

      

    • 首先定義兩個(gè)類：
      • 

    

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. public class Animal {
      2. 
  
  
  
  
    2. }
      3. 
  
  
  
  
    3. public class Pig extends Animal{
      4. 
  
  
  
  
    4. }
      5. 
 
 
 
 
      

    • 定義一個(gè)復(fù)制函數(shù)：
      • 

    

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. private static  Collection copy(Collection parent, Collection child) {
      2. 
  
  
  
  
    2.     for (T t : child) {
      3. 
  
  
  
  
    3.         parent.add(t);
      4. 
  
  
  
  
    4.     }
      5. 
  
  
  
  
    5.     return parent;
      6. 
  
  
  
  
    6. }
      7. 
 
 
 
 
      

    • 使用：
      • 

    

     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. List animals = new ArrayList<>();
      2. 
  
  
  
  
    2. List pigs = new ArrayList<>();
      3. 
  
  
  
  
    3. pigs.add(new Pig());
      4. 
  
  
  
  
    4. pigs.add(new Pig());
      5. 
  
  
  
  
    5. copy(animals,pigs);
      6. 
  
  
  
  
    6. System.out.println(animals);
      7. 
 
 
 
 
    3. 類型擦除
    因?yàn)榉盒托畔⒅淮嬖谟诖a編譯階段，所以在進(jìn)入 JVM 之前，會(huì)把與泛型相關(guān)的信息擦除，這就稱為 類型擦除
    1)無(wú)限制類型擦除
    類型擦除前：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. public class Result{
      2. 
  
  
  
  
    2.     private T data;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
    類型擦除后：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. public class Result{
      2. 
  
  
  
  
    2.     private Object data;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
    2)有限制類型擦除
    類型擦除前：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. public class Result{
      2. 
  
  
  
  
    2.     private T data;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
    類型擦除后：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. public class Result{
      2. 
  
  
  
  
    2.     private Number data;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
    3)擦除方法中類型定義的參數(shù)
    類型擦除前：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. private  T getValue(T value){
      2. 
  
  
  
  
    2.     return value;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
    類型擦除后：
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. private Number getValue(Number value){
      2. 
  
  
  
  
    2.     return value;
      3. 
  
  
  
  
    3. }
      4. 
 
 
 
 
                                                    
    
                                                新聞名稱：精通Java，卻不了解泛型？                                                
    
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