泛型的理解

简介: 泛型的理解

前言

一般的类和方法,只能使用具体的类型: 要么是基本类型,要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的

代码,这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。----- 来源《Java编程思想》对泛型的介绍。

泛型是在JDK1.5引入的新的语法,通俗讲,泛型:就是适用于许多许多类型。从代码上讲,就是对类型实现了参数化。

实现一个类,类中包含一个数组成员,使得数组中可以存放任何类型的数据,也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值?

思路:

  1. 我们以前学过的数组,只能存放指定类型的元素,例如:int[] array = new int[10]; String[] strs = new
    String[10];
  2. 所有类的父类,默认为Object类。数组是否可以创建为Object?

提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、语法

class 泛型类名称<类型形参列表> {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
}
class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {
// 可以只使用部分类型参数
}

修改一下

class MyArray<T> {
public T[] array = (T[])new Object[10];//1
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();//2
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1,12);
int ret = myArray.getPos(1);//3
System.out.println(ret);
myArray.setVal(2,"bit");//4
}
}

代码解释:

  1. 类名后的 代表占位符,表示当前类是一个泛型类
    了解: 【规范】类型形参一般使用一个大写字母表示,常用的名称有:
    E 表示 Element
  2. K 表示 Key
    V 表示 Value
    N 表示 Number
    T 表示 Type
    S, U, V 等等 - 第二、第三、第四个类型
  3. 注释1处,不能new泛型类型的数组
  4. T[] ts = new T[5];//是不对的
  5. 注释2处,类型后加入 指定当前类型
  6. 注释3处,不需要进行强制类型转换
  1. 注释4处,代码编译报错,此时因为在注释2处指定类当前的类型,此时在注释4处,编译器会在存放元素的时
    候帮助我们进行类型检查。

泛型类的使用

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用
new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象
MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();

注意:泛型只能接受类,所有的基本数据类型必须使用包装类!

二、泛型如何编译的

1.擦除机制

那么,泛型到底是怎么编译的?

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')
import  ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

通过命令:javap -c 查看字节码文件,所有的T都是Object

在编译的过程当中,将所有的T替换为Object这种机制,我们称为:擦除机制。

Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息。

提出问题:

1、那为什么,T[] ts = new T[5]; 是不对的,编译的时候,替换为Object,不是相当于:Object[] ts = new

Object[5]吗?

2、类型擦除,一定是把T变成Object吗?

为什么不能实例化泛型类型数组

代码如下(示例):

class MyArray<T> {
public T[] array = (T[])new Object[10];
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
public T[] getArray() {
return array;
}
}
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>();
Integer[] strings = myArray1.getArray();
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
at TestDemo.main(TestDemo.java:31)
*

原因:替换后的方法为:将Object[]分配给Integer[]引用,程序报错

正确的方式

class MyArray<T> {
public T[] array;
public MyArray() {
} /
**
* 通过反射创建,指定类型的数组
* @param clazz
* @param capacity
*/
public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {
array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);
}
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
public T[] getArray() {
return array;
}
}
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);
Integer[] integers = myArray1.getArray();
}

泛型的上界

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。

泛型的语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
...
}

示例

public class MyArray<E extends Number> {
...
}
MyArray<Integer> l1; // 正常,因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray<String> l2; // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型
error: type argument String is not within bounds of type-variable E
MyArrayList<String> l2;
^
where E is a type-variable:
E extends Number declared in class MyArrayList

了解: 没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object

泛型方法

语法:

方法限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }
public class Util {
//静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {
E t = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = t;
}
}

总结

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型没有其看起来那么深不可测,它并不神秘与神奇。泛型是 Java 中一个很小巧的概念,但同时也是一个很容易让人迷惑的知识点,它让人迷惑的地方在于它的许多表现有点违反直觉。
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