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。