0. 概述

泛型是Jdk1.5引入的特性。泛型是Java程序員最常用且最容易被忽視的知識(shí)之一。許多Java程序員只是使用泛型類。但不考慮其工作方式，直到出現(xiàn)問(wèn)題。

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1 術(shù)語(yǔ)

用示例進(jìn)行描述。ArrayList<E>類、ArrayList<Integer>類：

• 整個(gè)稱為ArrayList<E> 泛型類型。
• ArrayList<E>中的E稱為 類型變量 或 類型參數(shù)。
• 整個(gè)ArrayList<Integer> 稱為 參數(shù)化的類型。
• ArrayList<Integer>中的Integer稱為 類型參數(shù)的實(shí)例 或 實(shí)際類型參數(shù)。
• ArrayList<Integer>中的<>念著typeof。整個(gè)ArrayList<Integer>稱為"arraylist typof integer"。
• ArrayList稱為原始類型。

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2 泛型使用示例

由于經(jīng)常需要使用泛型。所以不再詳解泛型的實(shí)際使用。

此處示例一種遍歷Map的方式。

????????Map<String, Integer> hm = new HashMap<String, Integer>();

????????hm.put("zxx", 19);

????????hm.put("lis", 18);

?

????????Set<Map.Entry<String, Integer>> mes = hm.entrySet();

????????for (Map.Entry<String, Integer> me : mes) {

????????????System.out.println(me.getKey() + ":" + me.getValue());

????????}

?

附：對(duì)在jsp頁(yè)面中也經(jīng)常要對(duì)Set或Map集合進(jìn)行迭代。

<c:forEach items="${map}" var="entry">

????${entry.key}:${entry.value}

</c:forEach>

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?

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3 不使用泛型產(chǎn)生的困難

從集合中取出數(shù)據(jù)需要類型轉(zhuǎn)換。從集合中取出的數(shù)據(jù)需要造型，但由于集合中元素的類型沒(méi)有被限制，所以可能造成類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。

使用泛型可以不需要再使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。且可以確保類型安全。

由于編譯生成的字節(jié)碼會(huì)去掉泛型的類型信息，只要能跳過(guò)編譯器，就可以往某個(gè)泛型集合中加入其它類型的數(shù)據(jù)。例，用反射得到集合，再調(diào)用其add方法即可。

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4 Java泛型原理

Java中的泛型類型（或者泛型）類從表面上似于 C++ 中的模板，但兩者機(jī)制有本質(zhì)的不同。

Java的泛型方法沒(méi)有C++模板函數(shù)功能強(qiáng)大，Java中的如下代碼無(wú)法通過(guò)編譯：

<T> T add(T x,T y) {return (T) (x+y);}

Java中無(wú)論何時(shí)定義一個(gè)泛型類型，都自動(dòng)提供一個(gè)相應(yīng)的原始類型。原始類型的名字就是刪去類型參數(shù)后的泛型類型名。

Java 中的泛型基本上是在編譯器中實(shí)現(xiàn)。編譯器進(jìn)行執(zhí)行類型檢查和類型推斷，然后生成普通的非泛型的字節(jié)碼。編譯器使用泛型類型信息保證類型安全，然后在生成字節(jié)碼之前將其清除。這種實(shí)現(xiàn)技術(shù)稱為擦除（erasure）。

?所以泛型實(shí)際是提供給Javac編譯器使用的。限定輸入類型，讓編譯器擋住源程序中的非法輸入，編譯器編譯帶類型說(shuō)明的集合時(shí)會(huì)去除掉"類型"信息。程序運(yùn)行期間，沒(méi)有任何泛型泛型的痕跡。使程序運(yùn)行效率不受影響，對(duì)于參數(shù)化的泛型類型，getClass()方法的返回值和原始類型完全一樣。

例：通過(guò)以下代碼，可以看出運(yùn)行期泛型類型是被擦除的。

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

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public class TestMain {

????public static void main(String[] args) {

?

????????List l = new ArrayList();

????????System.out.println(l.getClass());

????????

????????List<String> ls = new ArrayList<String>();

????????System.out.println(ls.getClass());

????????

????????List<Object> lo = new ArrayList<Object>();

????????System.out.println(lo.getClass());

????????

????????System.out.println(l.getClass().equals(ls.getClass())); //比較ArrayList與ArrayList<String>

????????System.out.println(l.getClass().equals(lo.getClass())); //比較ArrayList與List<Object>

????????System.out.println(lo.getClass().equals(ls.getClass())); //比較ArrayList<String>與List<Object>

????????

????}

}

輸出：

class java.util.ArrayList

class java.util.ArrayList

class java.util.ArrayList

true

true

true

?

?

例：使用反射機(jī)制繞過(guò)泛型的編譯器檢查。由于程序在運(yùn)行期間，不再帶有泛型約束，所以程序正確打印結(jié)果。

public class TestMain {

????public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {

????????List<Integer> ls = new ArrayList<Integer>();

????????//ls.add("abc"); //編譯器報(bào)錯(cuò)

????????ls.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(ls,"abc");

????????System.out.println(ls);

????}

}

輸出：

[abc]

?

?

?

5 正確使用泛型

5.1 參數(shù)化類型與原始類型的兼容性

參數(shù)化類型可以引用一個(gè)原始類型的對(duì)象。編譯器提示警告。

例，Collection<String> c = new ArrayList();

?

原始類型可以引用一個(gè)參數(shù)化類型的對(duì)象。編譯器提示警告。

例，Collection c = new ArrayList<String>();

?

參數(shù)化類型不考慮類型參數(shù)的繼承關(guān)系。

例：ArrayList<String> a = new ArrayList<Object>(); 編譯器提示錯(cuò)誤。

例：ArrayList<Object> a = new ArrayList<String>(); 編譯器提示錯(cuò)誤。

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編譯器不允許創(chuàng)建泛型變量的數(shù)組。即在創(chuàng)建數(shù)組實(shí)例時(shí)，數(shù)組的元素不能使用參數(shù)化的類型

例：ArrayList<Integer>[] a1 = new ArrayList<Integer>[10];

或 ArrayList<Integer> a2[] = new ArrayList<Integer>[10]; 編譯器提示錯(cuò)誤。

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強(qiáng)調(diào)，泛型只是在編譯期間編譯器做類型檢查的機(jī)制。

例：以下示例可以通過(guò)編譯。編譯器只是提示警告。

此處的a對(duì)象，本質(zhì)上變?yōu)锳rrayList<Object> 。

或

此處的a對(duì)象，本質(zhì)上變?yōu)锳rrayList<String> 。

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5.2 Java泛型的約束和局限性

(1)不能使用基本類型實(shí)例化類型參數(shù)

不存在Pair<double>，只有Pair<Double>。由于類型擦除，Pair類含有Object類型的域，而Object不能存儲(chǔ)double。

但該缺陷，可以使用包裝類型解決。

重要結(jié)論：使用泛型或定義泛型類、泛型方法時(shí)，泛型必須是引用類型，不能是基本類型。

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(2)不能拋出也不能捕獲泛型類實(shí)例

泛型類不能繼承Throwable。

不能在catch子句中使用泛型類型變量。

?

(3)參數(shù)化類型的數(shù)組不合法

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(4)不能實(shí)例化類型變量

若需要在方法中對(duì)泛型類型實(shí)例化，則需要傳入Class<T>。

public static <T> void makePair(Class<T> cl) throws InstantiationException, IllegalAccessException{

T t = cl.newInstance();

}

?

(5)泛型類的靜態(tài)上下文中類型變量無(wú)效

不能在靜態(tài)域或方法中應(yīng)用類型變量。

?

(6)擦除后的沖突

以下代碼無(wú)法通過(guò)編譯

equals(T obj)與equals(Object obj)沖突。擦除類型后，equals(T obj)就是equals(Object obj)

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6 定義泛型類

泛型類是具有一個(gè)或多個(gè)類型變量的類。可以把泛型類看作是普通類的"工廠"。

自定義泛型使用尖括號(hào)<>聲明泛型參數(shù)。泛型類基本格式：

class CLS<T, U> {

????void method1(T param) {

????}

?

????T method2(T param) {

????????// return

????}

?

????U method3(T param1, U param2) {

????????// return ;

????}

}

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一般Java中，使用變量E表示集合元素類型。K表示關(guān)鍵字，V表示值。T（或者U、S）表示"任意類型"。

當(dāng)一個(gè)變量被聲明為泛型時(shí)，只能被實(shí)例變量、方法和內(nèi)部類調(diào)用，而不能被靜態(tài)變量和靜態(tài)方法調(diào)用。因?yàn)殪o態(tài)成員是被所有參數(shù)化的類所共享的，所以靜態(tài)成員不應(yīng)該有類級(jí)別的類型參數(shù)。若使用需要是靜態(tài)泛型方法，則重新聲明泛型參數(shù)。

?

例：定義泛型GenericDao 。

public class GenericDao<T> {

????public void save(T obj) {

????}

????public T getById(int id) {

????????return null;

????}

????/**

???? * 靜態(tài)方法。重新聲明T，此處的T與GenericDao<T>的T沒(méi)有關(guān)系。

???? */

????public static <T> void update(T obj){

????}

}

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GenericDao引入類型變量T，用尖括號(hào)<> 括起來(lái)，并放在類名后面。泛型類可以有多個(gè)類型變量，如：GenericDao<T,U>

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在引用類名時(shí)指定的泛型類的泛型參數(shù)類型。

例，如下兩種方式都可以：

GenericDao<String> dao = null;

????new GenericDao<String>();

?

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7 自定義泛型方法

用于放置泛型的類型參數(shù)的尖括號(hào)應(yīng)出現(xiàn)在方法的其他所有修飾符之后和在方法的返回類型之前，也就是緊鄰返回值之前。

按照慣例，類型參數(shù)通常用單個(gè)大寫字母表示。

普通方法、構(gòu)造方法和靜態(tài)方法中都可以使用泛型。

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例：

原方法為：

????static int method(int x,int y){

????????return 0;

????}

????

泛型方法為：

????static <T> T method(T x,T y){

????????return null;

????}

<T>用于聲明一個(gè)泛型參數(shù)。

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7.1 使用泛型化方法

當(dāng)調(diào)用一個(gè)泛型方法時(shí)，在方法名前的尖括號(hào)中放入具體的類型。

例：使用調(diào)用TestMain類中的泛型化的靜態(tài)方法method。

String s = TestMain.<String>method("a","b");

必須有類名在最前面引出method方法，否則編譯器報(bào)錯(cuò)。

?

由于編譯器存在類型推斷機(jī)制，會(huì)自動(dòng)推斷出調(diào)用方法的泛型類型。所以使用泛型方法可以不需要指明泛型類型。

例：調(diào)用泛型化的method()方法。

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例：交換數(shù)組中的兩個(gè)元素的位置的泛型方法語(yǔ)法定義如下：

????static <T> void swap(T[] a,int i,int j){

????????T tmp = a[i];

????????a[j]=a[i];

????????a[i]=tmp;

????}

使用swap方法：

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說(shuō)明：

只有引用類型才能作為泛型方法的實(shí)際參數(shù)。swap(new int[]{1,2,3,4},1,3);編譯錯(cuò)誤。

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在泛型中可以同時(shí)有多個(gè)類型參數(shù)，在定義它們的尖括號(hào)中用逗號(hào)分。

例：

public static <K, V> V getValue(Map<K,V> map,K key) {

????????return map.get(key);

}

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7.2 泛型方法例題

例：編寫一個(gè)泛型方法，自動(dòng)將Object類型的對(duì)象轉(zhuǎn)換成其他類型。

解：

public static <T> T autoConvert(Object obj){

????????return (T)obj;

????}

使用autoConvert方法。

????Object obj = "abc";

????String abc1 = (String)obj;

????String abc2 = autoConvert(obj);

?

例：定義一個(gè)方法，可以將任意類型的數(shù)組中的所有元素填充為相應(yīng)類型的某個(gè)對(duì)象。

????static <T> void fillArray(T[] a,T obj){

????????for(int i=0;i<a.length;i++){

????????????a[i]=obj;

????????}

????}

?

例：采用自定泛型方法的方式打印出任意參數(shù)化類型的集合中的所有內(nèi)容。

????static <T> void printCollection(Collection<T> collection){

????????for (Object obj : collection) {

????????????System.out.println(obj);

????????}

????}

說(shuō)明：該例使用之前的通配符方案要比范型方法更有效。

當(dāng)一個(gè)類型變量用來(lái)表達(dá)兩個(gè)參數(shù)之間或者參數(shù)和返回值之間的關(guān)系時(shí)，即同一個(gè)類型變量在方法簽名的兩處被使用，或者類型變量在方法體代碼中也被使用而不是僅在簽名的時(shí)候使用，才需要使用范型方法。

?

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例：定義一個(gè)方法，把任意參數(shù)類型的集合中的數(shù)據(jù)安全地復(fù)制到相應(yīng)類型的數(shù)組中。

static <T> void copy1(Collection<T> dest,T[] src){

????????// ...略

????}

????

????static <T> void copy2(T[] dest,T[] src){

????????// ...略

????}

?

使用copy1方法和copy2方法：

//copy1泛型方法的T的類型Object。因?yàn)锳rrayList與String父類的交集為Object。

copy1(new ArrayList(),new String[10]);

//copy2泛型方法的T的類型Object。因?yàn)镈ate與String父類的交集為Object。

copy2(new Date[10],new String[10]);

?

//new ArrayList<Date>()確定了T為Data,而new String[10]又指明T為String。

//由于類型推斷的傳播性，導(dǎo)致編譯器報(bào)錯(cuò)。

copy1(new ArrayList<Date>(),new String[10]);

?

?

8 泛型類型變量的限定

使用< T extends BoundingType >限定泛型類型。T應(yīng)該是綁定類型的子類型。T和綁定類型可以是類或接口。

例：<T extends Comparable & Serializable>

?

例：Class.getAnnotation()方法的定義。

public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass)

<A extends Annotation> 表示聲明一個(gè)泛型參數(shù)，該參數(shù)類型必須是Annotation類或其的子類。

?

例：通用泛型Dao。

public interface GenericDao<T extends Serializable,ID extends Serializable> {

}

?

public abstract class GenericDaoImpl<T extends Serializable ,ID extends Serializable> implements GenericDao<T, ID> {

}

?

一個(gè)泛型變量或通配符可以有多個(gè)限定。限定類型使用"&"分割。若用一個(gè)類做限定，它必須是限定列表中的第一個(gè)。

例：<V extends Serializable & Cloneable> void method(){}

<V extends Serializable & cloneable> 表示聲明一個(gè)泛型參數(shù)，參數(shù)類型必須繼承Serializable 且必須繼承Cloneable

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可以用類型變量表示異常，稱為參數(shù)化的異常，可以用于方法的throws列表中，但是不能用于catch子句中。

例：

private static <T extends Exception> void sayHello() throws T {

try {

?

????????} catch (Exception e) {

????????????throw (T) e;

????}

}

?

?

?

9 泛型通配符

使用"?"通配符可以引用其他各種參數(shù)化的類型，"?"通配符定義的變量主要用作引用，可以調(diào)用與參數(shù)化無(wú)關(guān)的方法，不能調(diào)用與參數(shù)化有關(guān)的方法。

例：Collection<?>可以適配Collection<Object>、Collection<Integer>或Collection<String>等。

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例：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)，該方法如何定義呢？

錯(cuò)誤方式：

????public static void printCollection(Collection<Object> cols) {

????????for (Object obj : cols) {

????????????System.out.println(obj);

????????}

????}

說(shuō)明：該方法只能接收Collection<Object>類型的參數(shù)。對(duì)Collection<Integer>或Collection<String>無(wú)法接收。

正確方式：

不使用泛型，編譯器提示警告。

????public static void printCollection(Collection cols) {

????????for (Object obj : cols) {

????????????System.out.println(obj);

????????}

????}

利用泛型通配符，使用泛型。

????public static void printCollection(Collection<?> cols) {

????????for (Object obj : cols) {

????????????System.out.println(obj);

????????}

????}

說(shuō)明：該方法可以接收Collection<Integer>、Collection<Object>或Collection<String>等。

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參數(shù)通配符使用的聲明的類型，是不確定類型的。在使用的時(shí)候，可能會(huì)造成一些錯(cuò)誤。

例：定義兩個(gè)方法method1與method2。

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?

9.1 限定通配符的上邊界

<? extends Number>用于匹配Number及Number的子類。

正確：Vector<? extends Number> x = new Vector<Integer>(); Integer繼承了Number

錯(cuò)誤：Vector<? extends Number> x = new Vector<String>();

?

9.2限定通配符的下邊界

<? super Integer>用于匹配Integer及Integer的父類。

正確：Vector<? super Integer> x = new Vector<Number>();

錯(cuò)誤：Vector<? super Integer> x = new Vector<Byte>();

?

說(shuō)明：

限定通配符總是包括自己。

?只能用作引用，不能用它去給其他變量賦值

????Vector<? extends Number> y = new Vector<Integer>();

????Vector<Number> x = y; 錯(cuò)誤，原理與Vector<Object > x11 = new Vector<String>();相似，只能通過(guò)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換方式來(lái)賦值。

?

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10 泛型類型推斷

例，對(duì)于上面定義的static <T> T method(T x,T y)方法。注意其返回類型。

Integer i = method(1,2); //1與2都是Integer，所以返回Integer

Double d = method(1.2,2.3); //1.2，2.3默認(rèn)都是Double，所以返回Double

Number n = method(1.2,2); //1.2是Double，2是Integer，兩者均能匹配Number。返回Number。

Object o = method(1.2,"2"); //1.2是Double,"2"是String，這者均能匹配Object。返回Object。

method的返回類型是參數(shù)x與參數(shù)y允許允許匹配類型的交集。

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編譯器判斷范型方法的實(shí)際類型參數(shù)的過(guò)程稱為類型推斷。類型推斷是相對(duì)于知覺(jué)推斷的，其實(shí)現(xiàn)方法是一種非常復(fù)雜的過(guò)程。

根據(jù)調(diào)用泛型方法時(shí)實(shí)際傳遞的參數(shù)類型或返回值的類型來(lái)推斷，具體規(guī)則如下：

• 當(dāng)某個(gè)類型變量只在整個(gè)參數(shù)列表中的所有參數(shù)和返回值中的一處被應(yīng)用了，那么根據(jù)調(diào)用方法時(shí)該處的實(shí)際應(yīng)用類型來(lái)確定，這很容易憑著感覺(jué)推斷出來(lái)，即直接根據(jù)調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)類型或返回值來(lái)決定泛型參數(shù)的類型。
  例： swap(new String[3],3,4) ---> static <E> void swap(E[] a, int i, int j)
• 當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表中的所有參數(shù)和返回值中的多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這多處的實(shí)際應(yīng)用類型都對(duì)應(yīng)同一種類型來(lái)確定，這很容易憑著感覺(jué)推斷出來(lái)。
  例：add(3,5) ---> static <T> T add(T a, T b)
• 當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表中的所有參數(shù)和返回值中的多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這多處的實(shí)際應(yīng)用類型對(duì)應(yīng)到了不同的類型，且沒(méi)有使用返回值，這時(shí)候取多個(gè)參數(shù)中的最大交集類型
  例：下面語(yǔ)句實(shí)際對(duì)應(yīng)的類型就是Number了，編譯沒(méi)問(wèn)題，只是運(yùn)行時(shí)出問(wèn)題。
  fill(new Integer[3],3.5f) ---> static <T> void fill(T[] a, T v)
• 當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表中的所有參數(shù)和返回值中的多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這多處的實(shí)際應(yīng)用類型對(duì)應(yīng)到了不同的類型， 并且使用返回值，這時(shí)候優(yōu)先考慮返回值的類型。
  例如，下面語(yǔ)句實(shí)際對(duì)應(yīng)的類型就是Integer了，編譯將報(bào)告錯(cuò)誤，將變量x的類型改為float，對(duì)比eclipse報(bào)告的錯(cuò)誤提示，接著再將變量x類型改為Number，則沒(méi)有了錯(cuò)誤。
  int x =(3,3.5f) ---> static <T> T add(T a, T b)
• 參數(shù)類型的類型推斷具有傳遞性，下面第一種情況推斷實(shí)際參數(shù)類型為Object，編譯沒(méi)有問(wèn)題，而第二種情況則根據(jù)參數(shù)化的Vector類實(shí)例將類型變量直接確定為String類型，編譯將出現(xiàn)問(wèn)題。
  例：copy(new Integer[5],new String[5]) ---> static <T> void copy(T[] a,T[] b);
  copy(new Vector<String>(), new Integer[5]) ---> static <T> void copy(Collection<T> a , T[] b);

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11 通過(guò)反射獲取泛型類型

如List<Date> list= new ArrayList<Date>(); 通過(guò)反射獲取list的類型。這是很多框架內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的常見(jiàn)需求。

雖然Java編譯器會(huì)把泛型類型擦除，但擦除的類仍然保留一些泛型祖先的微弱記憶。

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方法一：反射相關(guān)的Method對(duì)象，可以獲取其代表方法的參數(shù)所帶的泛型信息。

示例代碼：

public class GenericalReflection {

????private List<Date> dates = new ArrayList<Date>();

?

????public void setDates(List<Date> dates) {

????????this.dates = dates;

????}

?

????public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {

????????//獲取setDates的Method對(duì)象

????????Method methodApply = GenericalReflection.class.getDeclaredMethod("setDates", List.class);

????????Type[] gTypes= methodApply.getGenericParameterTypes();

????????ParameterizedType pType = (ParameterizedType) (gTypes)[0];

????????Type[] actualTypeArguments = pType.getActualTypeArguments();

????????//輸出Method對(duì)象泛型擦除后的類型。

????????System.out.println(((Class)pType.getRawType()).getName());

????????//輸出Method對(duì)象泛型信息。

System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());

????}

}

?

方法二：通過(guò)使用class實(shí)例的getGenericSuperclass()方法獲取泛型信息。

例：泛型DAO實(shí)現(xiàn)類中獲取泛型類型。

public interface BaseDao<T> {

}

?

@SuppressWarnings("unchecked")

public abstract class BaseDaoImpl<T> implements BaseDao<T> {

????protected Class<T> clazz;

?

????public BaseDaoImpl() {

????????Type type = this.getClass().getGenericSuperclass();

????????ParameterizedType pt = (ParameterizedType) type;

????????this.clazz = (Class) pt.getActualTypeArguments()[0];

????????System.out.println("clazz = " + this.clazz);

????}

}

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/shijiaqi1066/p/3441445.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java泛型总结的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。