Java基础语法<十二> 泛型程序设计
1 意义
泛型程序设计意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。
常见应用 : ArrayList
2 K T V E ? object等的含义
类型变量使用大写形式
E – Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
T – Type(Java 类)(需要时还可以用临近的字母U和S)表示任意类型 S、U、V – 2nd、3rd、4th types
K – Key(键)
V – Value(值)
N – Number(数值类型)
? – 表示不确定的java类型(无限制通配符类型)
Object – 是所有类的根类,任何类的对象都可以设置给该Object引用变量,使用的时候可能需要类型强制转换,但是用使用了泛型T、E等这些标识符后,在实际用之前类型就已经确定了,不需要再进行类型强制转换。
3 泛型方法
public static <T> T getXXX(){
}
类型变量放在修饰符的后面,返回类型的前面
变量类型的限定
<T extends Comparable> T
一个类型变量或通配符可以有多个限定
T extends Comparable & Serializable
限定类型用&分隔,逗号用来分隔类型变量
在Java的继承中,可以根据需要拥有的多个接口超类型,但限定中至多有一个类,如果用一个类作为限定,它必须是限定列表中的第一个。
4 泛型代码和虚拟机
Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。
在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。
使用泛型的时候加上的类型参数,会被编译器在编译的时候去掉。 其实编译器通过Code sharing方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示,并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除(type erasue)实现的。
无论何时定义一个泛型类型,都自动提供一个相应的原始类型(raw type)。原始类型的名字就是删除类型参数后的泛型类型名。擦除(erased)类型变量,并替换为限定类型(无限定的变量用Object)
4.1 类型擦除
类型擦除指的是通过类型参数合并,将泛型类型实例关联到同一份字节码上。编译器只为泛型类型生成一份字节码,并将其实例关联到这份字节码上。类型擦除的关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息,并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。 类型擦除可以简单的理解为将泛型java代码转换为普通java代码,只不过编译器更直接点,将泛型java代码直接转换成普通java字节码。
类型擦除的主要过程如下:
1.将所有的泛型参数用其最左边界(最顶级的父类型)类型替换。
2.移除所有的类型参数。
PS:
1.虚拟机中没有泛型,只有普通类和普通方法,所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除,泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class,而只有List.class。
2.创建泛型对象时请指明类型,让编译器尽早的做参数检查(Effective Java,第23条:请不要在新代码中使用原生态类型)
3.不要忽略编译器的警告信息,那意味着潜在的ClassCastException等着你。
4.静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass<T>的类,访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass<String>还是new MyClass<Integer>创建的对象,都是共享一个静态变量。
5.泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除,JVM是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的。对于JVM来说,它们都是 MyException类型的。也就无法执行与异常对应的catch语句。
5 泛型转换
Java虚拟机中没有泛型,只有普通的类和方法
所有的类型参数都用它们的限定类型替换
桥方法被合成来保持多态
为保持类型安全性,必要时插入强制类型转换
6 约束与局限性
- 不能用基本类型实例化类型参数
- 运行时类型查询只适用于原始类型
- 不能创建参数化类型的数组
- Varargs警告
- 不能实例化类型变量
- 泛型类的静态上下文中类型变量无效
- 不能抛出或捕获泛型类的实例
- 注意擦除后的冲突
7 通配符类型
7.1 <? 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
7.2 <? 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
带有超类型限定的通配符可以向泛型对象写入,带有子类型限定的通配符可以从泛型对象读取。
7.3 无限定通配符 <?>
ps:
如果要从集合中读取类型T的数据,并且不能写入,可以使用 ? extends 通配符;(Producer Extends)
如果要从集合中写入类型T的数据,并且不需要读取,可以使用 ? super 通配符;(Consumer Super)
如果既要存又要取,那么就不要使用任何通配符。
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