【大家好,我是爱干饭的猿,本文重点介绍Java基础:泛型、反射、枚举、Lambda表达式知识点总结。
后续会继续分享其他重要知识点总结,如果喜欢这篇文章,点个赞👍,关注一下吧】
上一篇文章:《【web】Java虚拟机(JVM)(重点:JVM 执行流程&垃圾回收相关算法)》
🤞目录🤞
1. Class类(反射机制的起源 ) 和 Class类中的相关方法
💳1. 泛型
1.1 什么是泛型?
作用参数校验,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)。
也就是说在泛型使用过程中,操作的数据类型被指定为一个参数,这种参数类型可以用在类、接口和方法中,分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
为什么会增加泛型机制呢?
- 对于集合的使用更为规范。
- 使用了泛型就解决了元素不确定性。
1.2 泛型类和泛型方法
泛型类:就是一个具有多种类型变量的类。
泛型方法:就是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。
一个最普通的泛型类:
public class Test { public static void main(String[] args) { IMessage<String> message = new MessageImpl1<String>(); message.printMsg("123"); IMessage message1 = new MessageImpl2(); message1.printMsg(123); } } interface IMessage<T> { // 泛型方法 <T> void printMsg(T t); } class MessageImpl1<T> implements IMessage<T> { @Override public <T1> void printMsg(T1 t1) { System.out.println(t1); System.out.println("是泛型类"); } } class MessageImpl2<Integer> implements IMessage<Integer> { @Override public <T> void printMsg(T t) { System.out.println(t); System.out.println("是普通类"); } }
1.3 extends类型边界
在定义泛型类时,有时需要对传入的类型变量做一定的约束,可以通过类型边界来约束。泛型的限定符extends限定符,就是字面意思,限定了他的范围,即缩小泛型的类型范围。
public class demo1 { public static void main(String[] args) { MyArray<Number> myArray = new MyArray(); MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>(); } } class MyArray<T extends Number> { // ... }
1.4 类型擦除
泛型是作用在编译期间的一种机制,实际上运行期间是没有这么多类的,那运行期间是什么类型呢?这里就是类型擦除在做的事情。
class MyArray<E> { // 类型擦除为 Object } class MyArray2<E extends Number> { // 类型擦除为 Number } class MyArray3<E extends Comparable<E>> { // 类型擦除为 Comparable }
类型擦除主要看其类型边界而定。
编译器在类型擦除阶段在做什么?
1. 将类型变量用擦除后的类型替换,即 Object 或者 其他
2. 加入必要的类型转换语句
3. 加入必要的 bridge method 保证多态的正确性
1.5 通配符
? 用于在泛型的使用,即为通配符
public class Demo2 { public static void printAll(MyArrayList<?> list){} public static void main(String[] args) { // 可以传入任意类型的 MyArrayList printAll(new MyArrayList<Integer>()); printAll(new MyArrayList<String>()); printAll(new MyArrayList<Object>()); } } class MyArrayList<E> {}
1. 通配符-上界
<? extends 上界>
用 extends 关键字声明,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的子类。
public class Demo2 { // 可以传入类型实参是 Number 子类的任意类型的 MyArrayList public static void printAll(MyArrayList<? extends Number> list){} public static void main(String[] args) { printAll(new MyArrayList<Integer>()); printAll(new MyArrayList<Number>()); printAll(new MyArrayList<Double>()); } } class MyArrayList<E> {}
2. 通配符-下界
<? super 下界>
用 super 进行声明,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的父类型,直至 Object。
public class Demo2 { // 可以传入类型实参是 Integer 父类的任意类型的 MyArrayList public static void printAll(MyArrayList<? super Integer> list){} public static void main(String[] args) { printAll(new MyArrayList<Integer>()); printAll(new MyArrayList<Number>()); printAll(new MyArrayList<Object>()); } } class MyArrayList<E> {}
a. 泛型的限制
1. 泛型类型参数不支持基本数据类型
2. 无法实例化泛型类型的对象
3. 无法使用泛型类型声明静态的属性
4. 无法使用 instanceof 判断带类型参数的泛型类型
5. 无法创建泛型类数组
6. 无法 create、catch、throw 一个泛型类异常(异常不支持泛型) 7. 泛型类型不是形参一部分,无法重载
b. 常用的 T,E,K,V,?
本质上这些个都是通配符,没啥区别,只不过是编码时的一种约定俗成的东西。
通常情况下:
- ? 表示不确定的 java 类型
- T (type) 表示具体的一个java类型
- K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value
- E (element) 代表Element
- S, U, V 等等 - 第二、第三、第四个类型
💳2. 反射
2.1 定义
Java的反射(reflection)机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息;这种动态获取信 息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射(reflection)机制。
2.2 用途
1、在日常的第三方应用开发过程中,经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应 用开放,这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架,比如在spring中,我们将所有的类Bean交给spring容器管理,无论 是XML配置Bean还是注解配置,当我们从容器中获取Bean来依赖注入时,容器会读取配置,而配置中给的就是类 的信息,spring根据这些信息,需要创建那些Bean,spring就动态的创建这些类。
2.3 反射基本信息
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型:运行时类型(RTTI)和编译时类型,例如Person p = new Student();这句代码中p在编译时类型为Person,运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实 信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
2.4 反射相关的类
编辑
1. Class类(反射机制的起源 ) 和 Class类中的相关方法
Class帮助文档代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口. Java文件被编译后,生成了.class文件,JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为 一个对象,这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时,每个java文件就最终变成了Class类对象的一个 实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例,就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作,使得这个类成为一个动态的类。
常用获得类相关的方法
编辑
常用获得类中属性相关的方法
编辑获得类中注解相关的方法
编辑获得类中构造器相关的方法
编辑
获得类中方法相关的方法
编辑
2. 反射示例(使用)
a. 获得Class对象的三种方式
在反射之前,我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象,然后通过Class对象的核心方法,达 到反射的目的,即:在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象, 都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息。
第一种,使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。 前提:已明确类的全路径名。
第二种,使用 .class 方法。 说明:仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class。
第三种,使用类对象的 getClass() 方法。
b. 反射的使用
注意:所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。
Son 类
public class Son { private String name; private int age; public int aa; int bb; Son(){ System.out.println("我是包无参构造"); } private Son(String name) { System.out.println("我是私有有参构造 name = " + name); } public Son(String name, int age){ System.out.println("我是公有有参构造 name = " + name + "age" +age); } void method1(){ System.out.println("我是无参方法"); } private void method2(String dd){ System.out.println("我是包访问权限有参方法" + dd); } public void method3(String dd, String cc){ System.out.println("我是公共有参方法" + dd); } }
使用
public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception{ // 得到class Class<Son> c1 = Son.class; Class<? extends Son> c2 = new Son().getClass(); Class<?> c3 = Class.forName("Object.reflect.Son"); System.out.println(c1 == c2); System.out.println(c2 == c3); // 得到构造方法 Constructor<?>[] constructors = c1.getConstructors(); System.out.println(Arrays.toString(constructors)); Constructor<?>[] declaredConstructors = c1.getDeclaredConstructors(); System.out.println(Arrays.toString(declaredConstructors)); // 得到方法 Method[] methods = c1.getMethods(); System.out.println(Arrays.toString(methods)); Method[] declaredMethods = c1.getDeclaredMethods(); System.out.println(declaredMethods); // 得到属性 Field[] fields = c1.getFields(); System.out.println(fields); Field[] declaredFields = c1.getDeclaredFields(); System.out.println(declaredFields); // 使用反射使用对象私有的构造方法 Class<?> clSon = Class.forName("Object.reflect.Son"); Constructor<?> constructor = clSon.getDeclaredConstructor(String.class); constructor.setAccessible(true); Object hh = constructor.newInstance("hh"); Son son = (Son) hh; System.out.println(son); // 使用反射设置对象私有的属性 Class<Son> sonClass = Son.class; Field field = sonClass.getDeclaredField("name"); field.setAccessible(true); Son son1 = sonClass.newInstance(); field.set(son1, "dd"); System.out.println(field.get(son1)); // 使用反射使用对象私有方法 Class<Son> sonClass1 = Son.class; Method method2 = sonClass1.getDeclaredMethod("method2", String.class); method2.setAccessible(true); Son son2 = sonClass1.newInstance(); method2.invoke(son2, "李四"); } }
2.5 反射优点和缺点
优点:
1. 对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法
2. 增加程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力
3. 反射已经运用在了很多流行框架如:Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点:
1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
2. 反射技术绕过了源代码的技术,因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
💳3. 枚举
枚举的使用
3.1 背景及定义
枚举是在JDK1.5以后引入的。主要用途是:将一组常量组织起来,在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式。
优点:将常量组织起来统一进行管理
场景:错误状态码,消息类型,颜色的划分,状态机等等....
本质:是 java.lang.Enum 的子类,也就是说,自己写的枚举类,就算没有显示的继承 Enum ,但是其默认继承了 这个类。
3.2 使用
1. switch语句
public enum Enum1 { Red, Blue, Pink; public static void main(String[] args) { Enum1 enum1 = Enum1.Red; switch (enum1){ case Red: System.out.println("Red"); break; case Blue: System.out.println("Blue"); break; case Pink: System.out.println("Pink"); break; } } }
2. 常用方法
Enum 类的常用方法
编辑
public enum Enum2 { Red, Blue, Pink; public static void main(String[] args) { Enum2[] values = Enum2.values(); // 得到枚举成员及其索引位置 for (Enum2 value : values) { System.out.println("枚举成员:" + value +" 索引位置:"+value.ordinal()); } // 将普通字符串转换为枚举实例 System.out.println(Enum2.valueOf("Red")); // 得到成员实例 Enum2 red = Enum2.Red; Enum2 blue = Enum2.Blue; // compereTo比较两个枚举成员在定义时的顺序 System.out.println(red.compareTo(blue)); System.out.println(Red.compareTo(Blue)); System.out.println(Pink.compareTo(Blue)); } }
Java当中枚举实际上就是一个类
public enum Enum3 { Red("red",1), Blue("blue",2), Pink("pink", 3); private String name; private int key; private Enum3 (String name,int key) { this.name = name; this.key = key; } public static Enum3 getEnumKey (int key) { for (Enum3 t: Enum3.values()) { if(t.key == key) { return t; } } return null; } public static void main(String[] args) { System.out.println(Enum3.getEnumKey(1)); } }
3.3 枚举优点缺点
优点:
1. 枚举常量更简单安全 。
2. 枚举具有内置方法 ,代码更优雅
缺点:
1. 不可继承,无法扩展
3.4 枚举是否可以通过反射,拿到实例对象呢?
我们刚刚在反射里边看到了,任何一个类,哪怕其构造方法是私有的,我们也可以通过反射拿到他的实例对象,那么枚举的构造方法也是私有的,我们是否可以拿到呢?
不能。
没有对应的构造方法,我们所有的枚举类,都是默认继承与 java.lang.Enum,继承了父类除构造函数外的所有东西,并且子类要帮助父类进行构造! 而我们写的类,并没有帮助父类构造!
枚举被过滤了,所以不能通过反射获取枚举类的实例!这道题是2017年阿里巴巴曾经问到的一个问题。原版问题是:为什么枚举实现单例模式是安全的?
用枚举实现一个单例模式
public enum TestEnum { INSTANCE; public TestEnum getInstance(){ return INSTANCE; } public static void main(String[] args) { TestEnum singleton1=TestEnum.INSTANCE; TestEnum singleton2=TestEnum.INSTANCE; System.out.println("两个实例是否相同:"+(singleton1==singleton2)); } }
💳4. Lambda 表达式
4.1 背景
Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码 块)。Lambda 表达式(Lambda expression)可以看作是一个匿名函数,基于数学中的λ演算得名,也可称为闭 包(Closure)。
1. Lambda表达式的语法
基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
Lambda表达式由三部分组成:
1. paramaters:类似方法中的形参列表,这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明 也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
2. ->:可理解为“被用于”的意思
3. 方法体:可以是表达式也可以代码块,是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反 回,这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式,也可以返回一个值或者什么都不反回。
2. 函数式接口
要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口,函数式接口定义:一个接口有且只有一个抽象方法 。
注意:
1. 如果一个接口只有一个抽象方法,那么该接口就是一个函数式接口
2. 如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解,那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求 该接口,这样如果有两个抽象方法,程序编译就会报错的。所以,从某种意义上来说,只要你保证你的接口 中只有一个抽象方法,你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。
@FunctionalInterface interface IMessage{ void printMessage(String msg); default void printOther(){ System.out.println("接口中的普通方法"); } }
4.2 Lambda表达式的基本使用
// 无返回值无参 interface NonReturnNonParameter{ void test(); } // 无返回值有参 interface NonReturnHasParameter{ void test(String name, int age); } // 有返回值无参 interface HasReturnNonParameter{ String test(); } // 有返回值有参 interface HasReturnHasParameter{ String test(String name, int age); } public class LambdaUsage { public static void main(String[] args) { NonReturnNonParameter i1 = () -> System.out.println("Lambda 无返回值无参"); i1.test(); NonReturnHasParameter i2 = (name, age) -> System.out.println("Lambda 无返回值有参"); i2.test("张三", 18); HasReturnNonParameter i3 = () -> "Lambda 有返回值无参"; System.out.println(i3.test()); HasReturnHasParameter i4 = (name, age) -> "Lambda 有返回值有参"; System.out.println(i4.test("张三", 18)); } }
4.3 Lambda在集合当中的使用
为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用,集合当中,也新增了部分接口,以便与Lambda表达式对接。
编辑
4.4 优点和缺点
优点:
1. 代码简洁,开发迅速
2. 方便函数式编程
3. 非常容易进行并行计算
4. Java 引入 Lambda,改善了集合操作
缺点:
1. 代码可读性变差
2. 在非并行计算中,很多计算未必有传统的 for 性能要高
3. 不容易进行调试
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