【泛型】Generic 参数化类型 类型转换
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
【泛型】Generic 参数化类型 类型转换
小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
參考:http://blog.csdn.net/lonelyroamer/article/details/7864531#commentshttp://blog.csdn.net/lonelyroamer/article/details/7868820#comments http://blog.csdn.net/LonelyRoamer/article/details/7927212#comments
簡單來說,泛型是JDK1.5中出現(xiàn)的安全機(jī)制。
好處:將運(yùn)行時(shí)期的ClassCastException問題轉(zhuǎn)到了編譯時(shí)期,避免了強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的麻煩。
什么時(shí)候用:當(dāng)操作的引用數(shù)據(jù)類型不確定的時(shí)候,就使用<>,將要操作的引用數(shù)據(jù)類型傳入即可。其實(shí)<>就是一個(gè)用于接收具體引用數(shù)據(jù)類型的參數(shù)范圍。在程序中,只要用到了帶有<>的類或者接口,就要明確傳入的具體引用數(shù)據(jù)類型。
泛型技術(shù)是給編譯器使用的技術(shù),用于編譯時(shí)期。確保了類型的安全。
運(yùn)行時(shí),會(huì)將泛型去掉,生成的class文件中是不帶泛型的,這個(gè)稱為泛型的擦除。
為什么擦除呢?因?yàn)闉榱思嫒葸\(yùn)行的類加載器。
泛型的補(bǔ)償:在運(yùn)行時(shí),通過獲取元素的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作。這樣就不用再手動(dòng)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換了。
泛型的通配符【?】未知類型。
泛型的限定:
利用泛型,我們可以:
泛型的基本概念
泛型的定義:泛型是JDK 1.5的一項(xiàng)新特性,它的本質(zhì)是參數(shù)化類型?ParameterizedType,即帶有類型參數(shù)的類型。也就是說所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù),在用到的時(shí)候再指定具體的類型。如:List<T>、Map<Integer, String>、List<? extends Number>。public interface java.lang.reflect.ParameterizedType extends Type
GenericDeclaration接口是聲明類型變量的所有實(shí)體的公共接口,也就是說,只有實(shí)現(xiàn)了該接口才能在對應(yīng)的實(shí)體上聲明類型變量。這些實(shí)體目前只有三個(gè):Class、Construstor、Method。當(dāng)這種參數(shù)化類型用在類、接口和方法的創(chuàng)建中時(shí),分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。
注意:因?yàn)橹苯訉?shí)現(xiàn)子類沒有Field類,所以在屬性上面不能定義類型變量。
public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration 所有已知實(shí)現(xiàn)類:Class、Constructor、Method
泛型思想早在C++語言的模板(Templates)中就開始生根發(fā)芽,在Java語言處于還沒有出現(xiàn)泛型的版本時(shí),只能通過 "Object是所有類型的父類"?和 "類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換" 兩個(gè)特點(diǎn)的配合來實(shí)現(xiàn)類型泛化。例如在哈希表的存取中,JDK 1.5之前使用HashMap的get()方法,返回值就是一個(gè)Object對象,由于Java語言里面所有的類型都繼承于java.lang.Object,那Object轉(zhuǎn)型為任何對象成都是有可能的。但是也因?yàn)橛袩o限的可能性,就只有程序員和運(yùn)行期的虛擬機(jī)才知道這個(gè)Object到底是個(gè)什么類型的對象。在編譯期間,編譯器無法檢查這個(gè)Object的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型是否成功,如果僅僅依賴程序員去保障這項(xiàng)操作的正確性,許多ClassCastException的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)被轉(zhuǎn)嫁到程序運(yùn)行期之中。
泛型技術(shù)在C#和Java之中的使用方式看似相同,但實(shí)現(xiàn)上卻有著根本性的分歧,C#里面泛型無論在程序源碼中、編譯后的IL中(Intermediate Language,中間語言,這時(shí)候泛型是一個(gè)占位符)或是運(yùn)行期的CLR中都是切實(shí)存在的,比如 List<int> 與 List<String> 就是兩個(gè)不同的類型,它們在系統(tǒng)運(yùn)行期生成,有自己的虛方法表和類型數(shù)據(jù),這種實(shí)現(xiàn)稱為類型膨脹,基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型被稱為真實(shí)泛型。
Java語言中的泛型則不一樣,它只在程序源碼中存在,在編譯后的字節(jié)碼文件中,就已經(jīng)被替換為原來的原始類型(Raw Type,也稱為裸類型)了,并且在相應(yīng)的地方插入了強(qiáng)制轉(zhuǎn)型代碼,因此對于運(yùn)行期的Java語言來說,ArrayList<int> 與 ArrayList<String> 就是同一個(gè)類型。所以說泛型技術(shù)實(shí)際上是Java語言的一顆語法糖,Java語言中的泛型實(shí)現(xiàn)方法稱為類型擦除,基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型被稱為偽泛型。
使用泛型機(jī)制編寫的程序代碼要比那些雜亂的使用Object變量,然后再進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的代碼具有更好的安全性和可讀性。泛型對于集合類來說尤其有用。
泛型程序設(shè)計(jì)(Generic Programming)意味著編寫的代碼可以被很多不同類型的對象所重用。
實(shí)例分析
在JDK1.5之前,Java泛型程序設(shè)計(jì)是用繼承來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镺bject類是所用類的基類,所以只需要維持一個(gè)Object類型的引用即可。就比如ArrayList只維護(hù)一個(gè)Object引用的數(shù)組:public class ArrayList{ public Object get(int i){......} public void add(Object o){......} ...... private Object[] elementData;
} 這樣會(huì)有兩個(gè)問題:
所以。在JDK1.5之后,加入了泛型來解決類似的問題。例如在ArrayList中使用泛型:
/** jdk1.5之后加入泛型*/ ArrayList<String> arrayList2=new ArrayList<String>(); //限定數(shù)組列表中的類型 //arrayList2.add(1); //因?yàn)橄薅祟愋?#xff0c;所以不能添加整形 //arrayList2.add(1L);//因?yàn)橄薅祟愋?#xff0c;所以不能添加整長形 arrayList2.add("asa");//只能添加字符串 String str=arrayList2.get(0);//因?yàn)橹廊〕鰜淼闹档念愋?#xff0c;所以不需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
還要明白的是,泛型特性是向前兼容的。盡管 JDK 5.0 的標(biāo)準(zhǔn)類庫中的許多類,比如集合框架,都已經(jīng)泛型化了,但是使用集合類的現(xiàn)有代碼(沒有加泛型的代碼)可以繼續(xù)不加修改地在 JDK 1.5 中工作。
泛型的使用
泛型的參數(shù)類型可以用在類、接口和方法的創(chuàng)建中,分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。下面看看具體是如何定義的。
泛型類:類名后面
泛型類就是在聲明類時(shí),定義了一個(gè)或多個(gè)類型變量的類。泛型類中定義的類型變量的作用范圍為當(dāng)前泛型類中。泛型類中定義的類型變量用于,在多個(gè)方法簽名間實(shí)施類型約束。例如,當(dāng)創(chuàng)建一個(gè) Map<K, V> 類型的對象時(shí),您就在方法之間宣稱一個(gè)類型約束,您?put() 的值將與 get() 返回的值的類型相同。
public class HashMap<K,V> {public V put(K key, V value) {...}public V get(Object key) {...}... }
定義一個(gè)泛型類十分簡單,只需要在類名后面加上<>,再在里面加上類型參數(shù):public class Pair<T> {private T value;public Pair(T value) {this.value = value;}public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;} }現(xiàn)在我們就可以使用這個(gè)泛型類了:
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {Pair<String> pair = new Pair<String>("Hello");//注意,"="號(hào)左邊和右邊都要使用<>指定泛型的實(shí)際類型String str = pair.getValue();pair.setValue("World"); }泛型類可以有多個(gè)類型變量,例如:
class Pair<T, S, P, U, E> { }注意:類型變量使用大寫形式,且比較短,這是很常見的。在Java庫中,使用變量E表示集合的元素類型,K和V分別表示關(guān)鍵字與值的類型。需要時(shí)還可以用臨近的字母U和S表示“任意類型”。
泛型接口
泛型接口和泛型類差不多:
interface Show<T,U>{ void show(T t,U u); } 實(shí)現(xiàn)類public class ShowTest implements Show<String, Date> {@Overridepublic void show(String t, Date u) {System.out.println(t + " " + u.getTime());}}測試一下:
Show<String, Date> show = new ShowTest(); show.show("包青天", new Date());
泛型方法:返回值之前
泛型方法就是在聲明方法時(shí),定義了一個(gè)或多個(gè)類型變量的方法。
泛型方法中定義的類型變量的作用范圍為當(dāng)前泛型方法中。
泛型方法中定義的類型變量用于,在該方法的多個(gè)參數(shù)之間,或在該方法的參數(shù)與返回值之間,宣稱一個(gè)類型約束。
class Person<S> {public <W> void show(W w) {//這里的【W(wǎng)】完全等價(jià)于Objectif (w != null) System.out.println(w.toString());}public static <Y> void staticShow(Y y) {if (y != null) System.out.println(y.toString());//靜態(tài)方法不能訪問在類聲明上定義的類型變量//S s;//錯(cuò)誤提示:Cannot make a static reference to the non-static type S} }
泛型變量的類型限定
對于上面定義的泛型變量,因?yàn)樵诰幾g之前,也就是我們還在定義這個(gè)泛型方法的時(shí)候,我們并不知道這個(gè)泛型類型 T 到底是什么類型,所以,只能默認(rèn)T為原始類型Object,所以它只能調(diào)用來自于Object的那幾個(gè)方法。如果我們想限定類型的范圍,比如必須是某個(gè)類的子類,或者某個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類,這時(shí)可以使用類型限定對類型變量T設(shè)置限定(bound)來實(shí)現(xiàn)。
類型限定在泛型類、泛型接口和泛型方法中都可以使用,不過要注意下面幾點(diǎn):
通配符?的使用
通配符有三種:
1、泛型中的?通配符
如果定義一個(gè)方法,該方法用于打印出任意參數(shù)化類型的集合中的所有數(shù)據(jù),如果這樣寫
public static void main(String[] args) throws Exception {List<Integer> listInteger = new ArrayList<Integer>();printCollection(listInteger);//報(bào)錯(cuò) The method printCollection(Collection<Object>) in the type Test is not applicable for the arguments (List<Integer>) }public static void printCollection(Collection<Object> collection) {for (Object obj : collection) {System.out.println(obj);} }語句printCollection(listInteger);報(bào)錯(cuò),這是因?yàn)榉盒偷膮?shù)是不考慮繼承關(guān)系的,就直接報(bào)錯(cuò)。這就得用?通配符
public static void printCollection(Collection<?> collection) {...}在方法?printCollection?中不能出現(xiàn)與參數(shù)類型有關(guān)的方法,比如:collection.add(new Object());//The method add(capture#1-of ?) in the type Collection<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (Object)因?yàn)槌绦蛘{(diào)用這個(gè)方法的時(shí)候傳入的參數(shù)不知道是什么類型的。但是可以調(diào)用與參數(shù)類型無關(guān)的方法比如 collection.size();總結(jié):使用?通配符可以引用其他各種參數(shù)化的類型,?通配符定義的變量的主要用作引用,可以調(diào)用與參數(shù)化無關(guān)的方法,不能調(diào)用與參數(shù)化有關(guān)的方法。
2、?通配符的擴(kuò)展:界定通配符的上邊界
List<? extends S> x = new?ArrayList<T>();
類型S指定一個(gè)數(shù)據(jù)類型,那么類型T就只能是類型S或者是類型S的子類
List<? extends Number> x = new ArrayList<Integer>();//正確 List<? extends Number> y = new ArrayList<Object>();//錯(cuò)誤 Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Object> to List<? extends Number>
3、?通配符的擴(kuò)展:界定通配符的下邊界
List<? super S> x = new ArrayList<T>();
類型S指定一個(gè)數(shù)據(jù)類型,那么類型T就只能是類型S或者是類型S的父類
List<? super Number> y = new ArrayList<Object>();//正確 List<? super Number> x = new ArrayList<Integer>();//錯(cuò)誤 Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Integer> to List<? super Number>提示:限定通配符總是包括自己
類型擦除
前面已經(jīng)說了,Java的泛型是偽泛型。為什么說Java的泛型是偽泛型呢?因?yàn)?#xff0c;在編譯期間,所有的泛型信息都會(huì)被擦除掉。正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦出(type erasure)。
Java中的泛型基本上都是在編譯器這個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)的。在生成的Java字節(jié)碼中是不包含泛型中的類型信息的。使用泛型的時(shí)候加上的類型參數(shù),會(huì)在編譯器在編譯的時(shí)候去掉。這個(gè)過程就稱為類型擦除。
如在代碼中定義的List<object>和List<String>等類型,在編譯后都會(huì)變成List。JVM看到的只是List,而由泛型附加的類型信息對JVM來說是不可見的。Java編譯器會(huì)在編譯時(shí)盡可能的發(fā)現(xiàn)可能出錯(cuò)的地方,但是仍然無法避免在運(yùn)行時(shí)刻出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換異常的情況。類型擦除也是Java的泛型實(shí)現(xiàn)方法與C++模版機(jī)制實(shí)現(xiàn)方式之間的重要區(qū)別。
可以通過兩個(gè)簡單的例子,來證明java泛型的類型擦除。案例一:ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>(); ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>(); System.out.println((list1.getClass() == list2.getClass()) + " " + (list1.getClass() == ArrayList.class));//true true在這個(gè)例子中,我們定義了兩個(gè)ArrayList集合,不過一個(gè)是ArrayList<String>泛型類型,只能存儲(chǔ)字符串。一個(gè)是ArrayList<Integer>泛型類型,只能存儲(chǔ)整形。最后,我們通過兩個(gè)ArrayList對象的getClass方法獲取它們的類的信息,最后發(fā)現(xiàn)兩者相等,且等于ArrayList.class。說明泛型類型String和Integer都被擦除掉了,只剩下了原始類型。
案例二:List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(10086); Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class); //運(yùn)行時(shí)利用反射機(jī)制調(diào)用集合的add方法,跳過編譯時(shí)的泛型檢查 method.invoke(list, "雖然集合中對元素限定的泛型是Integer,但是也能通過反射把字符串添加到集合中"); Object object = list.get(1); System.out.println(object.getClass().getSimpleName() + " " + (object.getClass() == String.class));//String true try {System.out.println(((Object) list.get(1)).getClass());//class java.lang.StringSystem.out.println(list.get(1).getClass());//如果不指定list.get(1)的類型,則會(huì)默認(rèn)將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為集合上指定的泛型類型 } catch (Exception e) {e.printStackTrace();//java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer }因?yàn)榉盒椭辉诰幾g的時(shí)候起作用,在運(yùn)行的時(shí)候,你得ArrayList已經(jīng)不受泛型的控制了,也就是說跟已經(jīng)沒有泛型限定的ArrayList沒有任何區(qū)別了。而反射直接獲得了add方法的字節(jié)碼,跳過編譯層在運(yùn)行時(shí)直接添加,這樣就騙過了編譯。
類型擦除后保留的原始類型
在上面,兩次提到了原始類型,什么是原始類型?原始類型(raw type)就是擦除去了泛型信息,最后在字節(jié)碼中的類型變量的真正類型。無論何時(shí)定義一個(gè)泛型類型,相應(yīng)的原始類型都會(huì)被自動(dòng)地提供。類型變量被擦除(crased),并使用其限定類型(無限定的變量用Object)替換。
例如:class Pair<T> { private T value; public T getValue() { return value; } public void setValue(T value) { this.value = value; } } Pair<T>的原始類型為:class Pair { private Object value; public Object getValue() { return value; } public void setValue(Object value) { this.value = value; } } 因?yàn)樵赑air<T>中,T是一個(gè)無限定的類型變量,所以用Object替換。其結(jié)果就是一個(gè)普通的類,如同泛型加入java編程語言之前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的那樣。在程序中可以包含不同類型的Pair,如Pair<String>或Pair<Integer>,但是,擦除類型后它們就成為原始的Pair類型了,原始類型都是Object。從上面的那個(gè)例2中,我們也可以明白ArrayList<Integer>被擦除類型后,原始類型也變成了Object,所以通過反射我們就可以存儲(chǔ)字符串了。
如果類型變量有限定,那么原始類型就用第一個(gè)邊界的類型變量來替換。
比如Pair這樣聲明:public class Pair<T extends Comparable& Serializable> { ... } 那么原始類型就是Comparable
如果Pair這樣聲明public class Pair<T extends Serializable & Comparable> 那么原始類型就用Serializable替換,而編譯器在必要的時(shí)要向 Comparable 插入強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。為了提高效率,應(yīng)該將標(biāo)簽接口(即沒有方法的接口)放在邊界限定列表的末尾。
要區(qū)分原始類型和泛型變量的類型
在調(diào)用泛型方法的時(shí)候,可以指定泛型,也可以不指定泛型。
附加:GenericDeclaration?接口
public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration所有已知實(shí)現(xiàn)類:Class、Constructor、Method
聲明類型變量的所有實(shí)體的公共接口。
可以聲明類型變量的實(shí)體的公共接口,也就是說,只有實(shí)現(xiàn)了該接口才能在對應(yīng)的實(shí)體上聲明(定義)類型變量,這些實(shí)體目前只有三個(gè):Class、Construstor、Method。注意:因?yàn)?/span>直接實(shí)現(xiàn)子類沒有Field類,所以屬性上面不能定義類型變量。
方法
來自為知筆記(Wiz)
關(guān)于泛型的一些重要知識(shí)點(diǎn)
泛型由來:早期Java版本(1.4及之前)如果要代指某個(gè)泛化類對象,只能使用Object,這樣寫出來的代碼需要增加強(qiáng)轉(zhuǎn),而且缺少類型檢查,代碼缺少健壯性。在1.5之后,Java引入了泛型的概念,提供了一套抽象的類型表示方法。簡單來說,泛型是JDK1.5中出現(xiàn)的安全機(jī)制。
好處:將運(yùn)行時(shí)期的ClassCastException問題轉(zhuǎn)到了編譯時(shí)期,避免了強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的麻煩。
什么時(shí)候用:當(dāng)操作的引用數(shù)據(jù)類型不確定的時(shí)候,就使用<>,將要操作的引用數(shù)據(jù)類型傳入即可。其實(shí)<>就是一個(gè)用于接收具體引用數(shù)據(jù)類型的參數(shù)范圍。在程序中,只要用到了帶有<>的類或者接口,就要明確傳入的具體引用數(shù)據(jù)類型。
泛型技術(shù)是給編譯器使用的技術(shù),用于編譯時(shí)期。確保了類型的安全。
運(yùn)行時(shí),會(huì)將泛型去掉,生成的class文件中是不帶泛型的,這個(gè)稱為泛型的擦除。
為什么擦除呢?因?yàn)闉榱思嫒葸\(yùn)行的類加載器。
泛型的補(bǔ)償:在運(yùn)行時(shí),通過獲取元素的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換動(dòng)作。這樣就不用再手動(dòng)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換了。
泛型的通配符【?】未知類型。
泛型的限定:
- 【? extends E】接收E類型或者E的子類型對象。上限。一般存儲(chǔ)對象的時(shí)候用。比如 添加元素 addAll。
- 【? super E】接收E類型或者E的父類型對象。下限。一般取出對象的時(shí)候用。比如比較器。
利用泛型,我們可以:
- 1、表示多個(gè)可變類型之間的相互關(guān)系:HashMap<T,S>表示類型T與S的映射,HashMap<T, S extends T>表示T的子類與T的映射關(guān)系。
- 2、細(xì)化類的能力:ArrayList<T> 可以容納任何指定類型T的數(shù)據(jù),當(dāng)T代指人,則是人的有序列表,當(dāng)T代指杯子,則是杯子的有序列表,所有對象個(gè)體可以共用相同的操作行為。
- 3、復(fù)雜類型被細(xì)分成更多類型:List<People>和List<Cup>是兩種不同的類型,這意味著List<People> listP = new ArrayList<Cup>()是不可編譯的。這種檢查基于編譯時(shí)而非運(yùn)行時(shí),所以說是不可編譯并非不可運(yùn)行,因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)ArrayList不保留Cup信息。另外要注意,即使People繼承自O(shè)bject,List<Object> listO = new ArrayList<People>()也是不可編譯的,應(yīng)理解為兩種不同類型。因?yàn)閘istO可以容納任意類型,而實(shí)例化的People列表只能接收People實(shí)例,這會(huì)破壞數(shù)據(jù)類型完整性。
泛型的基本概念
泛型的定義:泛型是JDK 1.5的一項(xiàng)新特性,它的本質(zhì)是參數(shù)化類型?ParameterizedType,即帶有類型參數(shù)的類型。也就是說所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù),在用到的時(shí)候再指定具體的類型。如:List<T>、Map<Integer, String>、List<? extends Number>。public interface java.lang.reflect.ParameterizedType extends TypeGenericDeclaration接口是聲明類型變量的所有實(shí)體的公共接口,也就是說,只有實(shí)現(xiàn)了該接口才能在對應(yīng)的實(shí)體上聲明類型變量。這些實(shí)體目前只有三個(gè):Class、Construstor、Method。當(dāng)這種參數(shù)化類型用在類、接口和方法的創(chuàng)建中時(shí),分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。
注意:因?yàn)橹苯訉?shí)現(xiàn)子類沒有Field類,所以在屬性上面不能定義類型變量。
public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration 所有已知實(shí)現(xiàn)類:Class、Constructor、Method
泛型思想早在C++語言的模板(Templates)中就開始生根發(fā)芽,在Java語言處于還沒有出現(xiàn)泛型的版本時(shí),只能通過 "Object是所有類型的父類"?和 "類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換" 兩個(gè)特點(diǎn)的配合來實(shí)現(xiàn)類型泛化。例如在哈希表的存取中,JDK 1.5之前使用HashMap的get()方法,返回值就是一個(gè)Object對象,由于Java語言里面所有的類型都繼承于java.lang.Object,那Object轉(zhuǎn)型為任何對象成都是有可能的。但是也因?yàn)橛袩o限的可能性,就只有程序員和運(yùn)行期的虛擬機(jī)才知道這個(gè)Object到底是個(gè)什么類型的對象。在編譯期間,編譯器無法檢查這個(gè)Object的強(qiáng)制轉(zhuǎn)型是否成功,如果僅僅依賴程序員去保障這項(xiàng)操作的正確性,許多ClassCastException的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)被轉(zhuǎn)嫁到程序運(yùn)行期之中。
泛型技術(shù)在C#和Java之中的使用方式看似相同,但實(shí)現(xiàn)上卻有著根本性的分歧,C#里面泛型無論在程序源碼中、編譯后的IL中(Intermediate Language,中間語言,這時(shí)候泛型是一個(gè)占位符)或是運(yùn)行期的CLR中都是切實(shí)存在的,比如 List<int> 與 List<String> 就是兩個(gè)不同的類型,它們在系統(tǒng)運(yùn)行期生成,有自己的虛方法表和類型數(shù)據(jù),這種實(shí)現(xiàn)稱為類型膨脹,基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型被稱為真實(shí)泛型。
Java語言中的泛型則不一樣,它只在程序源碼中存在,在編譯后的字節(jié)碼文件中,就已經(jīng)被替換為原來的原始類型(Raw Type,也稱為裸類型)了,并且在相應(yīng)的地方插入了強(qiáng)制轉(zhuǎn)型代碼,因此對于運(yùn)行期的Java語言來說,ArrayList<int> 與 ArrayList<String> 就是同一個(gè)類型。所以說泛型技術(shù)實(shí)際上是Java語言的一顆語法糖,Java語言中的泛型實(shí)現(xiàn)方法稱為類型擦除,基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型被稱為偽泛型。
使用泛型機(jī)制編寫的程序代碼要比那些雜亂的使用Object變量,然后再進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的代碼具有更好的安全性和可讀性。泛型對于集合類來說尤其有用。
泛型程序設(shè)計(jì)(Generic Programming)意味著編寫的代碼可以被很多不同類型的對象所重用。
實(shí)例分析
在JDK1.5之前,Java泛型程序設(shè)計(jì)是用繼承來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镺bject類是所用類的基類,所以只需要維持一個(gè)Object類型的引用即可。就比如ArrayList只維護(hù)一個(gè)Object引用的數(shù)組:public class ArrayList{ public Object get(int i){......} public void add(Object o){......} ...... private Object[] elementData;
} 這樣會(huì)有兩個(gè)問題:- 沒有錯(cuò)誤檢查,可以向數(shù)組列表中添加任何類的對象
- 在取元素的時(shí)候,需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
所以。在JDK1.5之后,加入了泛型來解決類似的問題。例如在ArrayList中使用泛型:
/** jdk1.5之后加入泛型*/ ArrayList<String> arrayList2=new ArrayList<String>(); //限定數(shù)組列表中的類型 //arrayList2.add(1); //因?yàn)橄薅祟愋?#xff0c;所以不能添加整形 //arrayList2.add(1L);//因?yàn)橄薅祟愋?#xff0c;所以不能添加整長形 arrayList2.add("asa");//只能添加字符串 String str=arrayList2.get(0);//因?yàn)橹廊〕鰜淼闹档念愋?#xff0c;所以不需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
還要明白的是,泛型特性是向前兼容的。盡管 JDK 5.0 的標(biāo)準(zhǔn)類庫中的許多類,比如集合框架,都已經(jīng)泛型化了,但是使用集合類的現(xiàn)有代碼(沒有加泛型的代碼)可以繼續(xù)不加修改地在 JDK 1.5 中工作。
泛型的使用
泛型的參數(shù)類型可以用在類、接口和方法的創(chuàng)建中,分別稱為泛型類、泛型接口和泛型方法。下面看看具體是如何定義的。泛型類:類名后面
泛型類就是在聲明類時(shí),定義了一個(gè)或多個(gè)類型變量的類。泛型類中定義的類型變量的作用范圍為當(dāng)前泛型類中。泛型類中定義的類型變量用于,在多個(gè)方法簽名間實(shí)施類型約束。例如,當(dāng)創(chuàng)建一個(gè) Map<K, V> 類型的對象時(shí),您就在方法之間宣稱一個(gè)類型約束,您?put() 的值將與 get() 返回的值的類型相同。public class HashMap<K,V> {public V put(K key, V value) {...}public V get(Object key) {...}... }
定義一個(gè)泛型類十分簡單,只需要在類名后面加上<>,再在里面加上類型參數(shù):public class Pair<T> {private T value;public Pair(T value) {this.value = value;}public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;} }現(xiàn)在我們就可以使用這個(gè)泛型類了:
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {Pair<String> pair = new Pair<String>("Hello");//注意,"="號(hào)左邊和右邊都要使用<>指定泛型的實(shí)際類型String str = pair.getValue();pair.setValue("World"); }泛型類可以有多個(gè)類型變量,例如:
class Pair<T, S, P, U, E> { }注意:類型變量使用大寫形式,且比較短,這是很常見的。在Java庫中,使用變量E表示集合的元素類型,K和V分別表示關(guān)鍵字與值的類型。需要時(shí)還可以用臨近的字母U和S表示“任意類型”。
泛型接口
泛型接口和泛型類差不多:interface Show<T,U>{ void show(T t,U u); } 實(shí)現(xiàn)類public class ShowTest implements Show<String, Date> {@Overridepublic void show(String t, Date u) {System.out.println(t + " " + u.getTime());}}測試一下:
Show<String, Date> show = new ShowTest(); show.show("包青天", new Date());
泛型方法:返回值之前
泛型方法就是在聲明方法時(shí),定義了一個(gè)或多個(gè)類型變量的方法。泛型方法中定義的類型變量的作用范圍為當(dāng)前泛型方法中。
泛型方法中定義的類型變量用于,在該方法的多個(gè)參數(shù)之間,或在該方法的參數(shù)與返回值之間,宣稱一個(gè)類型約束。
class Person<S> {public <W> void show(W w) {//這里的【W(wǎng)】完全等價(jià)于Objectif (w != null) System.out.println(w.toString());}public static <Y> void staticShow(Y y) {if (y != null) System.out.println(y.toString());//靜態(tài)方法不能訪問在類聲明上定義的類型變量//S s;//錯(cuò)誤提示:Cannot make a static reference to the non-static type S} }
泛型變量的類型限定
對于上面定義的泛型變量,因?yàn)樵诰幾g之前,也就是我們還在定義這個(gè)泛型方法的時(shí)候,我們并不知道這個(gè)泛型類型 T 到底是什么類型,所以,只能默認(rèn)T為原始類型Object,所以它只能調(diào)用來自于Object的那幾個(gè)方法。如果我們想限定類型的范圍,比如必須是某個(gè)類的子類,或者某個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類,這時(shí)可以使用類型限定對類型變量T設(shè)置限定(bound)來實(shí)現(xiàn)。類型限定在泛型類、泛型接口和泛型方法中都可以使用,不過要注意下面幾點(diǎn):
- 無限定的泛型變量等價(jià)于Object(白哥添加)
- 不管該限定是類還是接口,統(tǒng)一都使用關(guān)鍵字 extends
- 可以使用 & 符號(hào)給出多個(gè)限定
- 如果限定既有接口也有類,那么類必須只有一個(gè),并且放在首位置
通配符?的使用
通配符有三種:- 無限定通配符? 形式<?>
- 上邊界限定通配符 形式< ? extends Number>
- 下邊界限定通配符? ? 形式< ? super Number>
1、泛型中的?通配符
如果定義一個(gè)方法,該方法用于打印出任意參數(shù)化類型的集合中的所有數(shù)據(jù),如果這樣寫
public static void main(String[] args) throws Exception {List<Integer> listInteger = new ArrayList<Integer>();printCollection(listInteger);//報(bào)錯(cuò) The method printCollection(Collection<Object>) in the type Test is not applicable for the arguments (List<Integer>) }public static void printCollection(Collection<Object> collection) {for (Object obj : collection) {System.out.println(obj);} }語句printCollection(listInteger);報(bào)錯(cuò),這是因?yàn)榉盒偷膮?shù)是不考慮繼承關(guān)系的,就直接報(bào)錯(cuò)。這就得用?通配符
public static void printCollection(Collection<?> collection) {...}在方法?printCollection?中不能出現(xiàn)與參數(shù)類型有關(guān)的方法,比如:collection.add(new Object());//The method add(capture#1-of ?) in the type Collection<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (Object)因?yàn)槌绦蛘{(diào)用這個(gè)方法的時(shí)候傳入的參數(shù)不知道是什么類型的。但是可以調(diào)用與參數(shù)類型無關(guān)的方法比如 collection.size();總結(jié):使用?通配符可以引用其他各種參數(shù)化的類型,?通配符定義的變量的主要用作引用,可以調(diào)用與參數(shù)化無關(guān)的方法,不能調(diào)用與參數(shù)化有關(guān)的方法。
2、?通配符的擴(kuò)展:界定通配符的上邊界
List<? extends S> x = new?ArrayList<T>();
類型S指定一個(gè)數(shù)據(jù)類型,那么類型T就只能是類型S或者是類型S的子類
List<? extends Number> x = new ArrayList<Integer>();//正確 List<? extends Number> y = new ArrayList<Object>();//錯(cuò)誤 Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Object> to List<? extends Number>
3、?通配符的擴(kuò)展:界定通配符的下邊界
List<? super S> x = new ArrayList<T>();
類型S指定一個(gè)數(shù)據(jù)類型,那么類型T就只能是類型S或者是類型S的父類
List<? super Number> y = new ArrayList<Object>();//正確 List<? super Number> x = new ArrayList<Integer>();//錯(cuò)誤 Type mismatch: cannot convert from ArrayList<Integer> to List<? super Number>提示:限定通配符總是包括自己
類型擦除
前面已經(jīng)說了,Java的泛型是偽泛型。為什么說Java的泛型是偽泛型呢?因?yàn)?#xff0c;在編譯期間,所有的泛型信息都會(huì)被擦除掉。正確理解泛型概念的首要前提是理解類型擦出(type erasure)。Java中的泛型基本上都是在編譯器這個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)的。在生成的Java字節(jié)碼中是不包含泛型中的類型信息的。使用泛型的時(shí)候加上的類型參數(shù),會(huì)在編譯器在編譯的時(shí)候去掉。這個(gè)過程就稱為類型擦除。
如在代碼中定義的List<object>和List<String>等類型,在編譯后都會(huì)變成List。JVM看到的只是List,而由泛型附加的類型信息對JVM來說是不可見的。Java編譯器會(huì)在編譯時(shí)盡可能的發(fā)現(xiàn)可能出錯(cuò)的地方,但是仍然無法避免在運(yùn)行時(shí)刻出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換異常的情況。類型擦除也是Java的泛型實(shí)現(xiàn)方法與C++模版機(jī)制實(shí)現(xiàn)方式之間的重要區(qū)別。
可以通過兩個(gè)簡單的例子,來證明java泛型的類型擦除。案例一:ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>(); ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>(); System.out.println((list1.getClass() == list2.getClass()) + " " + (list1.getClass() == ArrayList.class));//true true在這個(gè)例子中,我們定義了兩個(gè)ArrayList集合,不過一個(gè)是ArrayList<String>泛型類型,只能存儲(chǔ)字符串。一個(gè)是ArrayList<Integer>泛型類型,只能存儲(chǔ)整形。最后,我們通過兩個(gè)ArrayList對象的getClass方法獲取它們的類的信息,最后發(fā)現(xiàn)兩者相等,且等于ArrayList.class。說明泛型類型String和Integer都被擦除掉了,只剩下了原始類型。
案例二:List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(10086); Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class); //運(yùn)行時(shí)利用反射機(jī)制調(diào)用集合的add方法,跳過編譯時(shí)的泛型檢查 method.invoke(list, "雖然集合中對元素限定的泛型是Integer,但是也能通過反射把字符串添加到集合中"); Object object = list.get(1); System.out.println(object.getClass().getSimpleName() + " " + (object.getClass() == String.class));//String true try {System.out.println(((Object) list.get(1)).getClass());//class java.lang.StringSystem.out.println(list.get(1).getClass());//如果不指定list.get(1)的類型,則會(huì)默認(rèn)將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為集合上指定的泛型類型 } catch (Exception e) {e.printStackTrace();//java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer }因?yàn)榉盒椭辉诰幾g的時(shí)候起作用,在運(yùn)行的時(shí)候,你得ArrayList已經(jīng)不受泛型的控制了,也就是說跟已經(jīng)沒有泛型限定的ArrayList沒有任何區(qū)別了。而反射直接獲得了add方法的字節(jié)碼,跳過編譯層在運(yùn)行時(shí)直接添加,這樣就騙過了編譯。
類型擦除后保留的原始類型
在上面,兩次提到了原始類型,什么是原始類型?原始類型(raw type)就是擦除去了泛型信息,最后在字節(jié)碼中的類型變量的真正類型。無論何時(shí)定義一個(gè)泛型類型,相應(yīng)的原始類型都會(huì)被自動(dòng)地提供。類型變量被擦除(crased),并使用其限定類型(無限定的變量用Object)替換。例如:class Pair<T> { private T value; public T getValue() { return value; } public void setValue(T value) { this.value = value; } } Pair<T>的原始類型為:class Pair { private Object value; public Object getValue() { return value; } public void setValue(Object value) { this.value = value; } } 因?yàn)樵赑air<T>中,T是一個(gè)無限定的類型變量,所以用Object替換。其結(jié)果就是一個(gè)普通的類,如同泛型加入java編程語言之前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的那樣。在程序中可以包含不同類型的Pair,如Pair<String>或Pair<Integer>,但是,擦除類型后它們就成為原始的Pair類型了,原始類型都是Object。從上面的那個(gè)例2中,我們也可以明白ArrayList<Integer>被擦除類型后,原始類型也變成了Object,所以通過反射我們就可以存儲(chǔ)字符串了。
如果類型變量有限定,那么原始類型就用第一個(gè)邊界的類型變量來替換。
比如Pair這樣聲明:public class Pair<T extends Comparable& Serializable> { ... } 那么原始類型就是Comparable
如果Pair這樣聲明public class Pair<T extends Serializable & Comparable> 那么原始類型就用Serializable替換,而編譯器在必要的時(shí)要向 Comparable 插入強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。為了提高效率,應(yīng)該將標(biāo)簽接口(即沒有方法的接口)放在邊界限定列表的末尾。
要區(qū)分原始類型和泛型變量的類型
在調(diào)用泛型方法的時(shí)候,可以指定泛型,也可以不指定泛型。
- 在不指定泛型的時(shí)候,泛型變量的類型為 該方法中的幾種類型的同一個(gè)父類的最小級(jí),直到Object。
- 在指定泛型的時(shí)候,該方法中的幾種類型必須是該泛型實(shí)例類型或者其子類。
附加:GenericDeclaration?接口
public interface java.lang.reflect.GenericDeclaration所有已知實(shí)現(xiàn)類:Class、Constructor、Method聲明類型變量的所有實(shí)體的公共接口。
可以聲明類型變量的實(shí)體的公共接口,也就是說,只有實(shí)現(xiàn)了該接口才能在對應(yīng)的實(shí)體上聲明(定義)類型變量,這些實(shí)體目前只有三個(gè):Class、Construstor、Method。注意:因?yàn)?/span>直接實(shí)現(xiàn)子類沒有Field類,所以屬性上面不能定義類型變量。
方法
- TypeVariable<?>[] ?getTypeParameters() 返回聲明順序的 TypeVariable 對象的數(shù)組,這些對象表示由此 GenericDeclaration 對象表示的一般聲明聲明的類型變量。
- 返回:表示由此一般聲明聲明的類型變量的 TypeVariable 對象的數(shù)組
- 如果底層的一般聲明未聲明任何類型變量,則返回一個(gè) 0 長度的數(shù)組。
來自為知筆記(Wiz)
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/baiqiantao/p/7475696.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【泛型】Generic 参数化类型 类型转换的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 在Linux 环境下搭建 JDK 和 T
- 下一篇: 安卓SQLiteOpenHelper使用