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Java泛型的案例分析-創(chuàng)新互聯(lián)

這篇文章主要介紹了Java泛型的案例分析，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲。下面讓小編帶著大家一起了解一下。

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對于泛型的使用我想大家都非常熟悉，但是對于類型擦除，邊界拓展等細節(jié)問題，可能不是很清楚，所以本文會重點講解一下；另外對泛型的了解其實可以看出，一個語言特性的產(chǎn)生邏輯，這對我們平時的開發(fā)也是非常有幫助的；

一、為什么會出現(xiàn)泛型

首先泛型并不是Java的語言特性，是直到 JDK1.5 才支持的特性（具體區(qū)別后面會講到）；那么在泛型出現(xiàn)之前是怎么做的呢？

List list = new ArrayList();
list.add("123");
String s = (String) list.get(0);

如上面代碼所示，在集合里面需要我們自己記住放進去的是什么，取出來的時候再強轉(zhuǎn)； 也就將這種類型轉(zhuǎn)換的錯誤推遲到了運行時，即麻煩還不安全，所以才出現(xiàn)了泛型；

使用場景：泛型類，泛型接口，泛型方法；

public class Test
public interface Test
public  void test(T t)

二、泛型會帶來什么樣的問題

正如上面所講泛型并不是 Java 一開始就具有的特性，所以在后來想要增加泛型的時候，就必須要兼容以前的版本，Sun 他們想到的折中解決方案就是類型擦除；意思就是泛型的信息只存在于編譯期，在運行時期所有的泛型信息都被擦除了，就想沒有一樣；

List list1 = new ArrayList<>();
List list2 = new ArrayList<>();
System.out.println(list1.getClass());
System.out.println(list2.getClass() == list1.getClass());

// 打?。?br/>class java.util.ArrayList
true

可以看到 List 和 List 在運行時其實都是一樣的，都是class java.util.ArrayList；所以在使用泛型的時候需要牢記，在運行時期沒有泛型信息，也無法獲取任何有關(guān)參數(shù)類型的信息；所以凡是需要獲取運行時類型的操作，泛型都不支持！

1. 不能用基本類型實例化類型參數(shù)

new ArrayList();      // error
new ArrayList();  // correct

因為類型擦除，會擦除到他的上界也就是 Object；而 Java 的8個基本類型的直接父類是 Number，所以基本類型不不能用基本類型實例化類型參數(shù)，而必須使用基本類型的包裝類；

2. 不能用于運行時類型檢查
t instanceof T             // error
t instanceof List       // error
t instanceof List  // error
t instanceof List          // correct

但是可以使用 clazz.isInstance(); 進行補償；

3. 不能創(chuàng)建類型實例
T t = new T();  // error

同樣可以使用 clazz.newInstance(); 進行補償；

4. 不能靜態(tài)化
private static T t;                  // error
private T t;                         // correct
private static List list;         // error
private static List list;         // correct
private static List list;    // correct

// e.g.
class Test {
  private T t;
  public void set(T arg) { t = arg; }
  public T get() { return t; }
}

因為靜態(tài)變量在類中共享，而泛型類型是不確定的，所以泛型不能靜態(tài)化；但是非靜態(tài)的時候，編譯期可以根據(jù)上下文推斷出T是什么，例如：

Test l = new Test();
System.out.println(l.get());
l.set("123");
System.out.println(l.get());

// javap -v 反編譯
12: invokevirtual #15         // Method JDK/Test14_genericity$Test.get:()Ljava/lang/Object;
15: invokevirtual #16         // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
18: aload_1
19: ldc       #17             // String 123
21: invokevirtual #18         // Method JDK/Test14_genericity$Test.set:(Ljava/lang/Object;)V
24: getstatic   #6            // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

// ---------------------------
Test l = new Test();
System.out.println(l.get());
l.set("123");
System.out.println(l.get());

// javap -v 反編譯
12: invokevirtual #15         // Method JDK/Test14_genericity$Test.get:()Ljava/lang/Object;
15: invokevirtual #16         // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/Object;)V
18: aload_1
19: bipush    123
21: invokestatic  #17         // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

根據(jù)上面的代碼，可以很清楚的看到，編譯器對非靜態(tài)類型的推導(dǎo)；

另外 List 和 List 之所以是正確的，仍然是因為編譯器可以在編譯期間就能確定類型轉(zhuǎn)換的正確性；

5. 不能拋出或捕獲泛型類的實例

catch (T t)                        // error
class Test extends Throwable    // error

因為在捕捉異常時候需要運行時類信息，并且判斷異常的繼承關(guān)系，所以不能拋出或捕獲泛型類的實例；

6. 不允許作為參數(shù)進行重載
void test(List list)
void test(List list)

因為在運行時期泛型信息被擦除，重載的兩個方法簽名就完全一樣了；

7. 不能創(chuàng)建泛型數(shù)組

對于一點我覺得是最重要的，關(guān)于數(shù)組的介紹可以參考，Array 相關(guān) ；

List[] lists = new ArrayList[10];             // error
List[] lists1 = (List[]) new ArrayList[10];   // correct

之所以不能創(chuàng)建泛型數(shù)組的主要原因：

  • 數(shù)組是協(xié)變的，而泛型的不變的；

  • 數(shù)組的Class信息是在運行時動態(tài)創(chuàng)建的，而運行時不能獲取泛型的類信息；

根據(jù)上面的講解可以看出所謂的擦除補償或者擦除后的修正，其大體思路都是用額外的方法告知運行時的類型信息，可以是記錄到局部變量，也可以是指定參數(shù)的確切類型（Array.newInstance(Class componentType, int length)）；

三、邊界拓展

基于安全的考慮 Java 泛型是不變的（避免取出數(shù)據(jù)時的類型轉(zhuǎn)換錯誤）；

List list = new ArrayList();    // error
所以在使用集合類的時候，每個集合都需要強制指定確切類型就有點不方便，比如我想指定一個集合存放 A 以及 A 的子類；在這種情況下就引入了 extends,super,? 來拓展和管理泛型的邊界；
1. 無界通配符 
通配符主要用于泛型的使用場景（泛型一般有“聲明”和“使用”兩種場景）；
通常情況下  和原生類型大致相同，就像 List 和 List 的表現(xiàn)大部分都是一樣的；但是要注意他們其實是有本質(zhì)去別的， 代表了某一特定的類型，但是編譯器不知道這種類型是什么；而原生的表示可以是任何 Object，其中并沒有類型限制；
List list = new ArrayList();    // correct
list.add("34");                            // error
String s = list.get(0);                    // error
Object o = list.get(0);                    // correct

boolean add(E e);
上面的代碼很明確的反應(yīng)了這一點（ 代表了某一特定的類型，但是編譯器不知道這種類型是什么），
  • 因為編譯器不知道這種類型是什么，所以在添加元素的時候，當然也就不能確認添加的這個類型是否正確；當使用的時候，代碼中的 add(E e) 方法，此時的 E 會被替換為 ，實際上編譯器為了安全起見，會直接拒絕參數(shù)列表中涉及通配符的方法調(diào)用；就算這個方法沒有向集合中添加元素，也會被直接拒絕；
  • 當 List 取出元素的時候，同樣因為不知道這個特定的類型是什么，所以只能將取出的元素放在Object中；或者在取出后強轉(zhuǎn)；
2. 上界 
extends，主要用于確定泛型的上界；
                             // 泛型聲明
   // 聲明泛型是可以確定多個上界
                                // 泛型使用時
界定的范圍如圖所示：
Java泛型的案例分析
應(yīng)當注意的是當extends用于參數(shù)類型限定時：
List list = new ArrayList();  // correct
list.add(new ArrayList());                               // error
List l = list.get(0);                                    // correct
ArrayList l = list.get(0);                               // error
上面的分析同無界通配符類似，只是 List l = list.get(0); 是正確的，是因為  界定了放入的元素一定是 List 或者 list 的子類，所以取出的元素能放入 List 中，但是不能放入 ArrayList 中；
3. 下界 
super，主要用于確定泛型的下界；如圖所示：
Java泛型的案例分析
List list = new ArrayList<>();   // correct
LinkedHashMap m = new LinkedHashMap();            // correct
HashMap m1 = m;                                   // correct
Map m2 = m;                                       // correct
list.add(m);                                      // correct
list.add(m1);                                     // correct
list.add(m2);                                     // error

Map mm = list.get(0);                             // error
LinkedHashMap mm1 = list.get(0);                  // error
根據(jù)圖中的范圍對照代碼，就能很快發(fā)現(xiàn)Map在List的范圍之外；而編輯器為了安全泛型下界集合取出的元素只能放在 Object里面；
4. PECS 原則
PECS原則是對上界和下界使用的歸納，即producer-extends, consumer-super；結(jié)合上面的兩幅圖，表示：
  • extends，只能讀，相當于生產(chǎn)者，向外產(chǎn)出；
  • super，只能寫，相當于消費者，只能接收消費；
  • 同時邊界不能同時規(guī)定上界和下界，正如圖所示，他們的范圍其實是一樣的，只是開口不一樣；
5. 自限定類型
對于上面講的泛型邊界拓展，有一個很特別的用法，
class Test> {}
public > T max(List list) {}
自限定類型可以通俗的解釋，就是用自己限定自己，即自和自身相同的類進行某操作；如上面的 max 方法，就表示可以和自身進行比較的類型；
那么如果想要表達只要是同一祖先就能相互比較呢？
public > T max(List list) {}
>：表明只要是同一祖先就能相互比較，表明集合中裝的都是同一祖先的元素；（出至《Effective Java》第 28 條）
總結(jié)
  • 對于泛型的時候首先要很清楚的知道，在運行時沒有任何泛型的信息，全部都被擦除掉了；
  • 需要知道 Java 泛型做不到的事情；
  • 需要知道怎么拓展邊界，讓泛型更加靈活；
感謝你能夠認真閱讀完這篇文章，希望小編分享Java泛型的案例分析內(nèi)容對大家有幫助，同時也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)，關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，遇到問題就找創(chuàng)新互聯(lián)，詳細的解決方法等著你來學(xué)習(xí)!
            

            標題名稱：Java泛型的案例分析-創(chuàng)新互聯(lián)            

            本文網(wǎng)址：http://weahome.cn/article/diccij.html
        
    






    

        

            
                
                
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18980820575（7×24）

        

    

    

        

            
                
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