剛學(xué)java那會(huì)對(duì)泛型總是覺(jué)得有點(diǎn)云里霧里,工作一段時(shí)間后,再回顧泛型算是能搞明白了。
1.泛型的種類
<E> 類型泛型 -為某個(gè)具體類型E
<? extends E> - 為E及其子類型
<? super E> - 為E及其父類型
<?> - 為任何類型
2.簡(jiǎn)單的使用說(shuō)明
針對(duì)最常用的集合來(lái)講。假設(shè)有一顆繼承樹(shù) Object <- Food <- Apple & Cookie
method1(List<Food> list)
method2(List<? extends Food> list)
method3(List<? super Foods> list)
method4(List<?> list)
2.1
??method1(List<Food> list)只能接收List<Food>,不能接受List<Apple>,也不能接受List<Object>,list參數(shù)在方法體中可以get/set Food類型元素。
??這很好理解,在編寫method1的代碼時(shí),使用的list中都是Food類型元素,list.add(aCookie)是合法的,如果能傳入一個(gè)List<Apple>,那么代碼將可以把Cookie放入這個(gè)Apple List。如果能傳入一個(gè)List<Object>, 那么對(duì)list中的元素調(diào)用Food的方法肯定是錯(cuò)誤的。
2.2
??method2(List<? extends Food> list)能接受List<Food>、List<Apple>,不能接受List<Object>,list參數(shù)在方法體中能get Food類型元素,不能set任何元素,除了null。
??list不能set這是因?yàn)閙ethod2能接收Food及其子類集合,并且在代碼塊中,list被當(dāng)作List<Food>使用(這是因?yàn)樵趯懘a的時(shí)候并不知道傳入的到底是List<Apple>還是List<Cookie>)。如果傳入的參數(shù)是List<Apple>,那么向其中存放Cookie顯然是錯(cuò)誤的。
2.3
??method3(List<? super Food> list)能接收List<Food>、List<Object>,不能接受List<Apple>,list參數(shù)在方法體中能set Food及其子類和null,不能set 父類元素,get只能返回Object類型。
??在方法調(diào)用之前是不知道會(huì)傳入List<Food>還是List<Object>,如果傳入的是List<Food>,那么向其中存放Apple、Cookie、Food顯然都是可以的,但存放Object卻是不行的。同樣,如果傳入的是List<Object>,那么就只能取出Object元素。為了保證運(yùn)行期間的安全,泛型在編譯期做了很多限制,取兩種情況下安全性的交集,以保證運(yùn)行的絕對(duì)安全。
2.4
??method4(List<?> list)能接受所有泛型集合,但不能set任何非null元素,只能get Object類型對(duì)象。
??這個(gè)也很好理解,在編寫方法的時(shí)候(編譯期)并不知道傳入的集合泛型,自然不能存放元素。例如:
List<Food> foods = new ArrayList<>();
method4(foods);
Food food = foods.get(0);
如果method4把一個(gè)Object元素存入foods,那么在get時(shí)就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)轉(zhuǎn)異常。
2.5
??可以這樣理解,原生態(tài)類型(List)是為了兼容舊的代碼作出的保留,在新的代碼中,原生態(tài)類型應(yīng)該被禁用。不允許使用原生態(tài)類型,而參數(shù)化類型(List<Food>)限制又很多,就需要通配符?來(lái)應(yīng)對(duì)不同的使用情況。例如計(jì)算List的size,ListUtil.size(list),要能接收所有l(wèi)ist對(duì)象,這時(shí)候就使用List<?>。
??之所以要使用泛型,更多的是保證代碼的健壯性。即保證編寫的方法在任何情況下不會(huì)出現(xiàn)非預(yù)期的異常,以及將更多的異常發(fā)現(xiàn)在早期(編譯期)。例如你是用<? extends E>設(shè)計(jì)一個(gè)方法時(shí),能保證調(diào)用的人傳入的參數(shù)是符合預(yù)期的,而實(shí)現(xiàn)方法的人也知道不能在這個(gè)list中存放元素。如果用原生態(tài)類型,那就需要復(fù)雜的校驗(yàn),多余的注解來(lái)告訴調(diào)用和編寫代碼的人,并且這多數(shù)情況下還是低效和沒(méi)用的。
??這有點(diǎn)像Kotlin的NullPointException處理,增加了代碼的編寫規(guī)則,但讓異常能暴露在早期。
3.泛型和數(shù)組
【泛型不能new數(shù)組】記住這條就好,除了<?>,new ArrayList<?>[]可以,但是這種不能正常set、get所以沒(méi)什么意義。
??數(shù)組是協(xié)變得,而泛型不是協(xié)變得。意味著Object[]是Food[]的父類,而List<Object>則不是List<Food>的父類。數(shù)組存在這種情況:
E[] es = new E[1];
Object[] os = es;
os[0] = "error";
E e = es[0];
泛型設(shè)計(jì)用來(lái)避免強(qiáng)轉(zhuǎn)異常,出現(xiàn)這種操作顯然是違背設(shè)計(jì)初衷的,所以就直接禁止了,以保證泛型的安全性。但是泛型數(shù)組變量是可以聲明的:
E[] es = (E[]) (new Object[2])
但這會(huì)有warning,最好還是用集合代替數(shù)組。有一種隱藏的情況是使用可變參數(shù)方法,因?yàn)榭勺儏?shù)底層也是創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組來(lái)接收參數(shù),所以不能在可變參數(shù)方法中使用泛型。
4.泛型和Class
4.1
??泛型不能使用.class,不能使用instanceof(<?>例外,等同于原生類型,所以也沒(méi)什么必要)。
String[].class √
List.class √
List<E>.class ×
List<?>.class ×
List<String>.class ×
T.class ×
??
4.2
??參數(shù)化的類型不能用于強(qiáng)轉(zhuǎn),而形式參數(shù)類型可以用于強(qiáng)轉(zhuǎn),但是會(huì)有warning。
(List<String>) myList ×
(List<T>) myList √
(T) myObj √
4.3
??通過(guò)反射獲得子類指定的泛型。
public class HelloS {
public static void main(String[] args) {
HelloS.Person person = new HelloS().getPerson();
person.sayType();
}
public Person getPerson() {
Person person = new Person();
return person;
}
class Base<T> {
public void sayType() {
Class c = this.getClass(); //這里是Person.class
Type t = c.getGenericSuperclass();
if (t instanceof ParameterizedType) {
Type[] p = ((ParameterizedType) t).getActualTypeArguments();
Class typeClass = (Class) p[0]; //因?yàn)橹挥幸粋€(gè)泛型,所以是0
System.out.println(typeClass.getName());
}
}
}
class Person extends Base<String> {
}
}
注意這里在Person類實(shí)現(xiàn)的時(shí)候就指定了Base<String>,所以能獲得。而ArrayList那種,在運(yùn)行時(shí)新建的時(shí)候才指定的類型參數(shù)不能這樣獲得new ArrayList<String>()。因?yàn)榉盒驮谶\(yùn)行時(shí)已經(jīng)擦除了。這里獲得的泛型,是因?yàn)镻erson這個(gè)類的文件中有extends Base<String>的信息,所以才能通過(guò)Person的Class對(duì)象獲得。
4.4
??Class#asSubclass(List.class)
將某個(gè)class對(duì)象的泛型類型轉(zhuǎn)換成另一種泛型類型的<? extends T>形式。如果轉(zhuǎn)換失敗則報(bào)cast異常。
List<String> list = new ArrayList<>();
Class listclass = list.getClass();
Class<? extends ArrayList> arrlistclass = listclass.asSubclass(ArrayList.class);
5.泛型和類
見(jiàn)4.3
6.泛型和方法
6.1 泛型聲明位于方法的修飾符和返回值類型之間
public static <E> void method1(List<E> list);
6.2 通配符類型不能作為方法聲明泛型
public static <E> E method1(List<E> list); //正確
public static <E> void method2(List<E> list); //正確
public static <?> void method3(List<?> list); //錯(cuò)誤
6.3 類型推導(dǎo)與顯示指定
方法的類型參數(shù)很多時(shí)候都通過(guò)類型推導(dǎo)直接獲得,但是在類型推導(dǎo)不好用的時(shí)候,也可以通過(guò)顯示指定的方式指定方法的泛型。
public static <E> E method1();
String result = method1(); //這里調(diào)用method1()的時(shí)候,并沒(méi)有指定method1()的<E>,而是通過(guò)前面的引用推導(dǎo)出來(lái)<E>為<String>。
特殊情況:
public static <E> Set<E> union(Set<? extends E> s1, Set<? extends E> s2);
Set<Number> numbers = union(new HashSet<Integer>(), new HashSet<Long>()); //報(bào)錯(cuò)
Set<Number> numbers = <Number>union(~);//正確
6.4 PECS設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
【如果參數(shù)化類型表示一個(gè)T的生產(chǎn)者,就使用<? extend T>; 如果參數(shù)化類型表示一個(gè)T的消費(fèi)者,就使用<? super T>; 如果既是生產(chǎn)者又是消費(fèi)者,就使用<T>】。
例如List:
method(List<? extend T> supplier, Funcation<T> func);
method(List<? super T> consumer, Funcation<T> func);
生產(chǎn)者要提供T,List<? super T> 只能獲得Object類型元素;
消費(fèi)者要接收T,List<? extend T> 只能存放null。
這里僅是List,PECS適用于任何消費(fèi)者/生產(chǎn)者的泛型設(shè)計(jì)。