Java泛型解析

1. 概述
    在引入范型之前,Java类型分为原始类型、复杂类型,其中复杂类型分为数组和类。引入范型后,一个复杂类型就可以在细分成更多的类型。

例如原先的类型List,现在在细分成List<Object>, List<String>等更多的类型。注意,现在List<Object>, List<String>是两种不同的类型,他们之间没有继承关系,即使String继承了Object。下面的代码是非法的:

List<String> ls = new ArrayList<String>(); List<Object> lo = ls;

这样设计的原因在于,根据lo的声明,编译器允许你向lo中添加任意对象(例如Integer),但是此对象是List<String>,破坏了数据类型的完整性。

在引入范型之前,要在类中的方法支持多个数据类型,就需要对方法进行重载,在引入范型后,可以解决此问题(多态),更进一步可以定义多个参数以及返回值之间的关系。

    e.g.

public void write(Integer i, Integer[] ia);
public void write(Double  d, Double[] da);

的范型版本为

public <T> void write(T t, T[] ta);

2.1 定义带类型参数的类

     在定义带类型参数的类时,在紧跟类命之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字,同时也可以对类型参数的取值范围进行限定,多个类型参数之间用,号分隔。定义完类型参数后,可以在定义位置之后的类的几乎任意地方(静态块,静态属性,静态方法除外)使用类型参数,就像使用普通的类型一样。 注意,父类定义的类型参数不能被子类继承

 public class TestClassDefine<T, S extends T> {
     ....
 }

 
 2.2 定义待类型参数方法
      在定义带类型参数的方法时,在紧跟可见范围修饰(例如public)之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字,同时也可以对类型参数的取值范围进行限定,多个类型参数之间用,号分隔。定义完类型参数后,可以在定义位置之后的方法的任意地方使用类型参数,就像使用普通的类型一样。
  例如:

 public <T, S extends T> T testGenericMethodDefine(T t, S s){
     ...
 }

注意:定义带类型参数的方法,主要目的是为了表达多个参数以及返回值之间的关系。例如本例子中T和S的继承关系, 返回值的类型和第一个类型参数的值相同。如果仅仅是想实现多态,请优先使用通配符解决。通配符的内容见下面。

 public <T> void testGenericMethodDefine2(List<T> s){
     ...
 }

应改为:

public void testGenericMethodDefine2(List<?> s){
     ...
 }

3. 类型参数赋值
      当对类或方法的类型参数进行赋值时,要求对所有的类型参数进行赋值。否则,将得到一个编译错误。
 
   3.1 对带类型参数的类进行类型参数赋值
     对带类型参数的类进行类型参数赋值有两种方式

第一声明类变量或者实例化时。例如:

 List<String> list;
 list = new ArrayList<String>;

第二继承类或者实现接口时。例如

 public class MyList<E> extends ArrayList<E> implements List<E> {...} 

    3.2 对带类型参数方法进行赋值
    当调用范型方法时,编译器自动对类型参数进行赋值,当不能成功赋值时报编译错误。例如

 public <T> T testGenericMethodDefine3(T t, List<T> list){
     ...
 }
 public <T> T testGenericMethodDefine4(List<T> list1, List<T> list2){
     ...
 }

 Number n = null;
 Integer i = null;
 Object o = null;
 testGenericMethodDefine(n, i);//此时T为Number, S为Integer
 testGenericMethodDefine(o, i);//T为Object, S为Integer

 List<Number> list1 = null;
 testGenericMethodDefine3(i, list1)//此时T为Number

 List<Integer> list2 = null;
 testGenericMethodDefine4(list1, list2)//编译报错

   3.3 通配符
    在上面两小节中,对是类型参数赋予具体的值,除此,还可以对类型参数赋予不确定值。例如

 List<?> unknownList;
 List<? extends Number> unknownNumberList;
 List<? super Integer> unknownBaseLineIntgerList; 

注意: 在Java集合框架中,对于参数值是未知类型的容器类,只能读取其中元素,不能像其中添加元素,因为,其类型是未知,所以编译器无法识别添加元素的类型和容器的类型是否兼容,唯一的例外是NULL.

 List<String> listString;
 List<?> unknownList2 = listString;
 unknownList = unknownList2;
 listString = unknownList;//编译错误

(1)带有超类型限定的通配符可以向泛型对象写入,<? super Man>;
     (2)带有子类型限定的通配符可以从泛型对象读取<? extends Man>。

4. 数组范型
      可以使用带范型参数值的类声明数组,却不可有创建数组

 List<Integer>[] iListArray;
 new ArrayList<Integer>[10];//编译时错误

5. 实现原理

5.1. Java范型时编译时技术,在运行时不包含范型信息,仅仅Class的实例中包含了类型参数的定义信息。
    泛型是通过java编译器的称为擦除(erasure)的前端处理来实现的。你可以(基本上就是)把它认为是一个从源码到源码的转换,它把泛型版本转换成非泛型版本。
    基本上,擦除去掉了所有的泛型类型信息。所有在尖括号之间的类型信息都被扔掉了,因此,比如说一个List<String>类型被转换为List。所有对类型变量的引用被替换成类型变量的上限(通常是Object)。而且,无论何时结果代码类型不正确,会插入一个到合适类型的转换。

 <T> T badCast(T t, Object o) {
         return (T) o; // unchecked warning
       }

类型参数在运行时并不存在。这意味着它们不会添加任何的时间或者空间上的负担,这很好。不幸的是,这也意味着你不能依靠他们进行类型转换。
     下面的代码打印的结果是什么?

List<String> l1 = new ArrayList<String>();
       List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
       System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass());

或许你会说false,但是你想错了。它打印出true。因为一个泛型类的所有实例在运行时具有相同的运行时类(class),而不管他们的实际类型参数。事实上,泛型之所以叫泛型,就是因为它对所有其可能的类型参数,有同样的行为;同样的类可以被当作许多不同的类型。作为一个结果,类的静态变量和方法也在所有的实例间共享。这就是为什么在静态方法或静态初始化代码中或者在静态变量的声明和初始化时使用类型参数(类型参数是属于具体实例的)是不合法的原因.

原文请见http://blog.csdn.net/jinuxwu/article/details/6771121


 

时间: 2024-10-14 21:15:39

Java泛型解析的相关文章

Java泛型解析(04):约束和局限性

Java泛型解析(04):约束和局限性 前两节,认识和学习了泛型的限定以及通配符,初学者可能需要一些时间去体会到泛型程序设计的好处和力量,特别是想成为库程序员的同学就需要下去体会通配符的运用了,应用程序员则需要掌握怎么使用泛型,这里针对泛型的使用中的约束和局限性做一个介绍性的讲解. 不能用基本类型实例化类型参数 这个很好理解,实例化泛型类时泛型参数不能使用基本类型,如List<int>这是不合法的,要存储基本类型则可以利用基本类型的包装类如List<Integer> .List&l

Java泛型解析(03):虚拟机执行泛型代码

Java泛型解析(03):虚拟机执行泛型代码 Java虚拟机是不存在泛型类型对象的,所有的对象都属于普通类,甚至在泛型实现的早起版本中,可以将使用泛型的程序编译为在1.0虚拟机上能够运行的class文件,这个向后兼容性后期被抛弃了,所以后来如果用Sun公司的编译器编译的泛型代码,是不能运行在Java5.0之前的虚拟机的,这样就导致了一些实际生产的问题,如一些遗留代码如何跟新的系统进行衔接,要弄明白这个问题,需要先了解一下虚拟机是怎么执行泛型代码的. 虚拟机的一种机制:擦除类型参数,并将其替换成特

Java泛型解析(02):通配符限定

Java泛型解析(02):通配符限定 考虑一个这样的场景,计算数组中的最大元素. [code01] public class ArrayUtil { public static <T> T max(T[] array) { if (array == null || 0 == array.length) { return null ;} T max = array[0]; for (int i = 1; i < array.length; i++) { if (max.compareTo(

Java泛型解析(01):认识泛型

What Java从1.0版本到现在的8,中间Java5中发生了一个很重要的变化,那就是泛型机制的引入.Java5引入了泛型,主要还是为了满足在1999年指定的最早Java规范之一.经过了5年左右的时间,专家组定义了一套泛型规范,实现后通过测试投入到使用.所以说泛型是Java5以后才有的,欲知详情,继续往下看. Why      换个角度想,Java5引入泛型,必定是它能带来好处,否则牛气的Java专家工程师就要遭到吐槽了.我们来吐槽一下没有泛型的程序是怎么写的. [code01] ArrayL

Java 泛型解析,太难了,认真读才能理解

Java 泛型 关键字说明 ? 通配符类型 <? extends T> 表示类型的上界,表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类 <? super T> 表示类型下界(Java Core中叫超类型限定),表示参数化类型是此类型的超类型(父类型),直至Object extends 示例 static class Food{} static class Fruit extends Food{} static class Apple extends Fruit{} static clas

2017.4.5 Java 泛型

Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型. 泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数. 假定我们有这样一个需求:写一个排序方法,能够对整形数组.字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序,该如何实现? 答案是可以使用 Java 泛型. 使用 Java 泛型的概念,我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序.然后,调用该泛型方法来对整型数组.浮点数数组.字符串数组等进行排

菜鸟译文(二)——使用Java泛型构造模板方法模式

如果你发现你有很多重复的代码,你可能会考虑用模板方法消除容易出错的重复代码.这里有一个例子:下面的两个类,完成了几乎相同的功能: 实例化并初始化一个Reader来读取CSV文件: 读取每一行并解析: 把每一行的字符填充到Product或Customer对象: 将每一个对象添加到Set里: 返回Set. 正如你看到的,只有有注释的地方是不一样的.其他所有步骤都是相同的. ProductCsvReader.java public class ProductCsvReader {       Set<

使用GSON和泛型解析约定格式的JSON串(转)

时间紧张,先记一笔,后续优化与完善. 解决的问题: 使用GSON和泛型解析约定格式的JSON串. 背景介绍: 1.使用GSON来进行JSON串与java代码的互相转换. 2.JSON的格式如下三种: 写道 #第一种: {"success":true,"data":{"averageStarLevel":4.7,"remarkCount":10}} #第二种: {"success":true,"da

Java泛型中的PECS原则

今天在写代码的时候使用到了这样一个方法签名: public void foo(Map<String, String> map); 在写这个参数的时候正好在想一些关于泛型的东西,于是: public void foo(Map<? extends String, ? extends String> map); 这两种写法有什么区别呢?记得以前和同学讨论过这个问题,但后来没有记下来,渐渐又淡忘了.今天又去翻了好多资料,总算找到一些可以参考的,赶紧记在这里方便以后温故知新啦.好了,言归正传