你必须知道的Java泛型(上)

简介: 前言文本已收录至我的GitHub仓库,欢迎Star:github.com/bin39232820…种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在

絮叨


其实写的每一篇文章都是有原因的,我本来在写Java 8的新特性,但是学着,学着发现里面很多函数式接口,对泛型的要求挺高,所以决定把泛型的知识搞定先,反正不管怎么样,这个坑还是我们必须要去踩的,上面一篇内部类的文章:

🔥你不知道的Java内部类

概述


Java泛型(generics)是JDK 5中引入的一个新特性,泛型提供了编译时类型安全监测机制,该机制允许程序员在编译时监测非法的类型。使用泛型机制编写的程序代码要比那些杂乱地使用Object变量,然后再进行强制类型转换的代码具有更好的安全性和可读性。泛型对于集合类尤其有用,例如,ArrayList就是一个无处不在的集合类。

泛型的本质是参数化类型,也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。

什么是泛型


Java泛型设计原则:只要在编译时期没有出现警告,那么运行时期就不会出现ClassCastException异常

泛型:把类型明确的工作推迟到创建对象或调用方法的时候才去明确的特殊的类型

参数化类型:

  • 把类型当作是参数一样传递
  • <数据类型> 只能是引用类型

相关术语:

  • ArrayList< E >中的E称为类型参数变量
  • ArrayList< Integer >中的Integer称为实际类型参数
  • 整个称为ArrayList< E >泛型类型
  • 整个ArrayList< Integer >称为参数化的类型ParameterizedTyp


一个栗子


一个被举了无数次的例子:

List arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("六脉神剑");
arrayList.add(100);
for(int i = 0; i< arrayList.size();i++){
    String item = (String)arrayList.get(i);
    Log.d("泛型测试","item = " + item);
}
复制代码


毫无疑问,程序的运行结果会以崩溃结束:

java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
复制代码


ArrayList可以存放任意类型,例子中添加了一个String类型,添加了一个Integer类型,再使用时都以String的方式使用,因此程序崩溃了。为了解决类似这样的问题(在编译阶段就可以解决),泛型应运而生。

我们将第一行声明初始化list的代码更改一下,编译器会在编译阶段就能够帮我们发现类似这样的问题。


List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
...
//arrayList.add(100); 在编译阶段,编译器就会报错
复制代码


特性


泛型只在编译阶段有效。看下面的代码:

List<String> stringArrayList = new ArrayList<String>();
List<Integer> integerArrayList = new ArrayList<Integer>();
Class classStringArrayList = stringArrayList.getClass();
Class classIntegerArrayList = integerArrayList.getClass();
if(classStringArrayList.equals(classIntegerArrayList)){
    Log.d("泛型测试","类型相同");
}
复制代码


输出结果:D/泛型测试: 类型相同。

通过上面的例子可以证明,在编译之后程序会采取去泛型化的措施。也就是说Java中的泛型,只在编译阶段有效。在编译过程中,正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦出,并且在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换的方法。也就是说,泛型信息不会进入到运行时阶段。


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。


泛型基础


泛型有三种使用方式,分别为:

  • 泛型类
  • 泛型接口
  • 泛型方法


泛型类


泛型类型用于类的定义中,被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类,如:List、Set、Map。

泛型类的最基本写法(这么看可能会有点晕,会在下面的例子中详解):

class 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{
  private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var; 
  .....
  }
}
复制代码


一个最普通的泛型类:

//此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;
    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }
    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
        return key;
    }
}
复制代码


用户想要使用哪种类型,就在创建的时候指定类型。使用的时候,该类就会自动转换成用户想要使用的类型了。

public static void main(String[] args) {
        //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
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.
        Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456);
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.
        Generic<String> genericString = new Generic<String>("key_vlaue");
        System.out.println( genericString.getKey());
    }
复制代码


结果

定义的泛型类,就一定要传入泛型类型实参么?并不是这样,在使用泛型的时候如果传入泛型实参,则会根据传入的泛型实参做相应的限制,此时泛型才会起到本应起到的限制作用。如果不传入泛型类型实参的话,在泛型类中使用泛型的方法或成员变量定义的类型可以为任何的类型。



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