【java】反射(二)——泛型集合(在ArrayList<Integer>中加入String对象)

这篇博客讨论了在Java中如何使用反射在泛型集合ArrayList<Integer>中添加String对象。尽管Java泛型在编译时起作用,但在运行时被擦除。通过反射获取ArrayList的add方法,可以实现不同类型的添加。文章提供了解决方案的代码实现。

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一、问题

        在定义泛型的集合ArrayList<Integer>list中存入一个String对象。

二、分析

        java泛型作用于编译时期,在运行时起泛型会被擦除,而反射的功能和目的恰好是获取一个对象的运行时信息,因此只需要利用反射获取到list的add方法即可。通过反射获取list对象的add方法,打印结果——public boolean java.util.ArrayList.add(java.lang.Object),可知实际上java泛型只作用于编译期,等到运行时和老版本JDK定义是没差别,因此该问题可以利用反射解决,实现代码如下。

三、解答

package pro;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class Demo {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//声明Integer的泛型ArrayList对象,并放入Integer实例
		ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<>();
		intList.add(new Integer(5));
		intList.add(7);
### Java 中 `Collection<?>` 集合的使用方法 #### 1. **通配符的作用** 在 Java机制中,`Collection<?>` 表示一个未知类集合。这里的问号 (`?`) 是一种通配符 (wildcard),表示该集合可以接受任何类对象作为其元素[^3]。 #### 2. **读取数据的安全性** 当使用 `Collection<?>` 时,虽然无法向其中添加新元素(因为编译器不知道具体类),但是可以从集合中安全地读取数据并将其视为 `Object` 类。这是因为所有的 Java 对象都继承自 `Object`,因此这种转换总是合法的[^4]。 ```java Collection<?> collection = Arrays.asList(1, "two", 3.0); for (Object element : collection) { System.out.println(element); // 输出每个元素 } ``` #### 3. **受限通配符的应用** 有时需要更精确地控制集合中的元素类,这时可以使用受限制的通配符: - 上界通配符:`<? extends T>` 定义了一个上限,表明集合中的元素必须是某个特定类或其子类的实例。 - 下界通配符:`<? super T>` 定义了一个下限,允许集合包含指定类及其父类的实例。 以下是上界通配符的一个典应用案例: ```java public static double sumNumbers(Collection<? extends Number> numbers) { double sum = 0; for (Number number : numbers) { sum += number.doubleValue(); } return sum; } // 测试代码 Collection<Integer> integers = List.of(1, 2, 3); System.out.println(sumNumbers(integers)); // 正确运行 ``` 这里通过 `< ? extends Number >` 约束了输入参数只能为 `Number` 及其子类的集合[^5]。 #### 4. **常见问题分析** ##### a. 添加失败的原因 尝试往 `Collection<?>` 中写入数据会引发编译错误,原因是编译期无法确认具体的类信息。例如下面这段代码不会通过验证: ```java Collection<?> collection = new ArrayList<>(); collection.add(new Object()); // 编译报错 ``` 这是由于编译器只知道这是一个某种类集合,但不清楚确切的内容类,从而阻止潜在不兼容的操作发生。 ##### b. 类擦除的影响 Java实现基于类擦除技术,在运行时期并不会保留的具体类信息。这意味着即使声明的是带有限定的列表,最终也会退化成普通的非形式。比如以下情况展示了如何借助反射绕过正常约束来破坏安全性[^1]: ```java List<String> list = new ArrayList<>(); Method addMethod = ArrayList.class.getMethod("add", Object.class); addMethod.invoke(list, Integer.valueOf(1)); String item = list.get(0); // ClassCastException at runtime when accessed as String. ``` 尽管如此,在日常编码实践中应尽量避免此类做法以维护程序健壮性和可预测行为。 --- ### 总结 通过对上述知识点的学习可知,合理运用能够显著提升代码质量和灵活性;然而同时也需留意伴随而来的局限性如不可随意增删项以及可能遭遇的性能开销等问题。掌握这些细节有助于开发者更好地理解和实践面向对象设计原则下的高级特性——即Java中的支持。
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