java 范型
作者:互联网
10.Java泛型详解
一. 泛型概念的提出(为什么需要泛型)?
首先,我们看下下面这段简短的代码:
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4 List list = new ArrayList();
5 list.add("qqyumidi");
6 list.add("corn");
7 list.add(100);
8
9 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 10 String name = (String) list.get(i); // 111 System.out.println("name:" + name); 12 } 13 } 14 }
1.当我们将一个对象放入集合中,集合不会记住此对象的类型,当再次从集合中取出此对象时,改对象的编译类型变成了Object类型,但其运行时类型任然为其本身类型。
2.因此,//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型,且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。
二.什么是泛型?
泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。
看着好像有点复杂,首先我们看下上面那个例子采用泛型的写法。
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
411 List<String> list = new ArrayList<String>();
12 list.add("qqyumidi");
13 list.add("corn"); 14//list.add(100); // 1 提示编译错误
20 }}
采用泛型写法后,在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误,通过List<String>,直接限定了list集合中只能含有String类型的元素,从而在//2处无须进行强制类型转换,因为此时,集合能够记住元素的类型信息,编译器已经能够确认它是String类型了。
结合上面的泛型定义,我们知道在List<String>中,String是类型实参,也就是说,相应的List接口中肯定含有类型形参。且get()方法的返回结果也直接是此形参类型(也就是对应的传入的类型实参)。下面就来看看List接口的的具体定义:
1 public interface List<E> extends Collection<E> {
7 boolean contains(Object o);
9 Iterator<E> iterator();
11 Object[] toArray();
13 <T> T[] toArray(T[] a);
52 }
我们可以看到,在List接口中采用泛型化定义之后,<E>中的E表示类型形参,可以接收具体的类型实参,并且此接口定义中,凡是出现E的地方均表示相同的接受自外部的类型实参。
三.自定义泛型接口、泛型类和泛型方法(范型参数可以一个或者多个,逗号隔开)
最简单的泛型类定义:
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4
5 Box<String> name = new Box<String>("corn");
6 System.out.println("name:" + name.getData());
7 }
8
9 }
10
11 class Box<T> {
12
13 private T data; //不能用在static变量上
14
15 public Box() {
17 }
19 public Box(T data) {
20 this.data = data;
21 }
22
23 public T getData() {
24 return data;
25 }
26
27 }
泛型接口:不能用在常量上,用在接口的abstaract方法上。定义和类相似
在使用泛型类时,虽然传入了不同的泛型实参,但并没有真正意义上生成不同的类型,传入不同泛型实参的泛型类在内存上只有一个,即还是原来的最基本的类型(本实例中为Box),当然,在逻辑上我们可以理解成多个不同的泛型类型。jvm中的类取出后T变成object,有上下限的变成他的上下限。
究其原因,在于Java中的泛型这一概念提出的目的,导致其只是作用于代码编译阶段,在编译过程中,对于正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,jvm提供一个相应的原始类型,原始类型的名字就是山区类型参数后的泛型类型名,擦出类型变量后,并替换为限定类型(无限定类型的用Object),给方法参数入口提供检查和调用泛型的方法后,给值进行强制转换,
对此总结成一句话:泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型。
泛型的擦除机制:List<String> l = new List<>();jvm擦除后只知道List类,在入口提供参数类型检查和出口强转,加入List的必须是String类型,List<Pari<String>> l = new List<>();擦除后,list中只能加入pari类,但是jvm不会提供pari类的检查,比如插入Pari<Integer>,他不会出错,他只知道插入pari类,pari类中的数据他就不能检查了
无限定:
public class Father<T>{
private T name;}
泛型擦除后:无限定的T变成Object
public class Father{
private Object name;}
有限定:
public class Father<T extends Comparable & Serializable>{
private T name;}
泛型擦除:使用限定类型的第一个类型代替
public class Father{
private Comparable name;}
在调用father.getName()时,会对返回的object强转,即String name = (String)father.getName();
泛型方法(可用在泛型类或者普通类中)非静态和静态都可以制定泛型方法。
下面是定义泛型方法的规则:public static < E,V > T print(E e,V v){} 调用,在方法名前写<类型>具体类型, 为什么要使用泛型方法呢?因为泛型类要在实例化的时候就指明类型,如果想换一种类型,不得不重新new一次,可能不够灵活;而泛型方法可以在调用的时候指明类型,更加灵活。
有界的类型参数:无论类还是方法都可以指定类型界限:public static <T extends Comparable<T>&Seriable> print(){T t} extends下限 super上限 多个可以用&指定。
四.类型通配符
接着上面的结论,我们知道,Box<Number>和Box<Integer>实际上都是Box类型,现在需要继续探讨一个问题,那么在逻辑上,类似于Box<Number>和Box<Integer>是否可以看成具有父子关系的泛型类型呢?
为了弄清这个问题,我们继续看下下面这个例子:
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4
5 Box<Number> name = new Box<Number>(99);
6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
7
8 getData(name);
9
10 //The method getData(Box<Number>) in the type GenericTest is
11 //not applicable for the arguments (Box<Integer>)12 getData(age); // 1
13
14 }
15
16 public static void getData(Box<Number> data){
17 System.out.println("data :" + data.getData());
18 }
19
20 }
我们发现,在代码//1处出现了错误提示信息:The method getData(Box<Number>) in the t ype GenericTest is not applicable for the arguments (Box<Integer>)。显然,通过提示信息,我们知道Box<Number>在逻辑上不能视为Box<Integer>的父类。那么,原因何在呢?
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4
5 Box<Integer> a = new Box<Integer>(712);
6 Box<Number> b = a; // 1 7 Box<Float> f = new Box<Float>(3.14f);
8 b.setData(f); // 2 9
10 }
11
12 public static void getData(Box<Number> data) {
13 System.out.println("data :" + data.getData());
14 }
15
16 }
17
18 class Box<T> {
19
20 private T data;
21
22 public Box() {
23
24 }
25
26 public Box(T data) {
27 setData(data);
28 }
29
30 public T getData() {
31 return data;
32 }
33
34 public void setData(T data) {
35 this.data = data;
36 }
37
38 }
这个例子中,显然//1和//2处肯定会出现错误提示的。在此我们可以使用反证法来进行说明。
假设Box<Number>在逻辑上可以视为Box<Integer>的父类,那么//1和//2处将不会有错误提示了,那么问题就出来了,通过getData()方法取出数据时到底是什么类型呢?Integer? Float? 还是Number?且由于在编程过程中的顺序不可控性,导致在必要的时候必须要进行类型判断,且进行强制类型转换。显然,这与泛型的理念矛盾,因此,在逻辑上Box<Number>不能视为Box<Integer>的父类。
好,那我们回过头来继续看“类型通配符”中的第一个例子,我们知道其具体的错误提示的深层次原因了。那么如何解决呢?总部能再定义一个新的函数吧。这和Java中的多态理念显然是违背的,因此,我们需要一个在逻辑上可以用来表示同时是Box<Integer>和Box<Number>的父类的一个引用类型,由此,类型通配符应运而生。
类型通配符一般是使用 ? 代替具体的类型实参。注意了,此处是类型实参,而不是类型形参!且Box<?>在逻辑上是Box<Integer>、Box<Number>...等所有Box<具体类型实参>的父类。由此,我们依然可以定义泛型方法,来完成此类需求。
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4
5 Box<String> name = new Box<String>("corn");
6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
7 Box<Number> number = new Box<Number>(314);
8
9 getData(name);
10 getData(age);
11 getData(number);
12 }
13
14 public static void getData(Box<?> data) {
15 System.out.println("data :" + data.getData());
16 }
17
18 }
有时候,我们还可能听到类型通配符上限和类型通配符下限。具体有是怎么样的呢?
在上面的例子中,如果需要定义一个功能类似于getData()的方法,但对类型实参又有进一步的限制:只能是Number类及其子类。此时,需要用到类型通配符上限。
extends: 继承某个类,或者实现了某个接口(不是implements),即<=
super: 本身及父类 即>=
1 public class GenericTest {
2
3 public static void main(String[] args) {
4
5 Box<String> name = new Box<String>("corn");
6 Box<Integer> age = new Box<Integer>(712);
7 Box<Number> number = new Box<Number>(314);
8
9 getData(name);
10 getData(age);
11 getData(number);
12
13 //getUpperNumberData(name); // 114 getUpperNumberData(age); // 215 getUpperNumberData(number); // 316 }
17
18 public static void getData(Box<?> data) {
19 System.out.println("data :" + data.getData());
20 }
21
22 public static void getUpperNumberData(Box<? extends Number> data){
23 System.out.println("data :" + data.getData());
24 }
25
26 }
此时,显然,在代码//1处调用将出现错误提示,而//2 //3处调用正常。
INFO<?> info = new INFO<String>(); 可接收,但是不能设置INFO类里面的内容。
<T,V extends Comparable & Serializable>:类型变量之间用逗号,可以绑定多个类型,多个类型之间用&区分,限定中可以使用多个接口,但只能限定一个类,如果有类,只能放在头一个,如<T extends Number & Comparable>
类型通配符上限通过形如Box<? extends Number>形式定义,相对应的,类型通配符下限为Box<? super Number>形式,其含义与类型通配符上限正好相反,在此不作过多阐述了。
7泛型继承
/**
* 泛型继承
*
* 保留父类泛型 ----》泛型子类
* 不保留父类泛型 -----》子类按需实现
*
* 子类重写父类的方法,泛型类型随父类而定 子类使用父类的属性,该属性类型随父类定义的泛型
*
* @author Administrator
*
* @param <T1>
* @param <T2>
*/
public abstract class Father<T1, T2> {
T1 age;
public abstract void test(T2 name);
}
// 保留父类泛型 ----》泛型子类// 1)全部保留class C1<T1, T2> extends Father<T1, T2> {
@Override
public void test(T2 name) {
}
}
// 2) 部分保留class C2<T1> extends Father<T1, Integer> {
@Override
public void test(Integer name) {
}
}
// 不保留父类泛型 -----》子类按需实现// 1)具体类型class C3 extends Father<String, Integer> {
@Override
public void test(Integer name) {
}
}
// 2)没有具体类型// 泛型擦除:实现或继承父类的子类,没有指定类型,类似于Objectclass C4 extends Father {
@Override
public void test(Object name) {
}
}
8.泛型使用的注意事项
(1)泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型。
(2)泛型的类型参数可以有多个。
(3)不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。如下面的操作是非法的,编译时会出错。
if(ex_num instanceof FX<Number>){ }
(4)静止在static变量使用泛型T,static是类共有的,如果可以使用,那么申明几个不同T类型的类,不能区分,擦除之后还是原来的初始类。静态方法上可以使用泛型方法。
(5)不能抛出、捕获泛型类,泛型类也不能扩展Throwable,catch中不能使用T泛型变量。
(6)不能创建一个确切的泛型类型的数组。下面使用Sun的一篇文档的一个例子来说明这个问题:
List<String>[] lsa = new List<String>[10]; // Not really allowed.
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
oa[1] = li; // Unsound, but passes run time store check
String s = lsa[1].get(0); // Run-time error: ClassCastException.
这种情况下,由于JVM泛型的擦除机制,在运行时JVM是不知道泛型信息的,擦出之后,只会记得这个数组插入的是List类型,具体list里面的类型他就不关心了,所以可以给oa[1]赋上一个ArrayList<Integer>而不会出现异常,但是在取出数据的时候却要做一次类型转换,所以就会出现ClassCastException,可以进行泛型数组的声明List<String>[] lsa ,但是不能new 创建出来。
public static <T> n(Collection<T> c,T...tt){},T是P<String>时,这种后面的多参数在jvm虚拟机中会为它创建一个T<String>[]数组,这违反规定,但是这时规则有放松,只会得到一个警告,可以在方法上声明注解@SuppressWarings("Unchecked")或者jse 7版本中用 @SafeVarargs消除限制。虽然不出出异常,但是在别处一样会有异常。
下面采用通配符的方式是被允许的:
List<?>[] lsa = new List<?>[10]; // OK, array of unbounded wildcard type.
Object o = lsa;
Object[] oa = (Object[]) o;
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(3));
oa[1] = li; // Correct.
Integer i = (Integer) lsa[1].get(0); // OK
标签:范型,Box,java,类型,泛型,new,data,public 来源: https://www.cnblogs.com/zhouyanger/p/13548949.html