Java泛型的深入解析与实践应用-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_35509395/article/details/146850084

背景简介

本文将基于Java泛型的深入解析，探讨泛型的声明、参数化类型、扩展以及与遗留代码的混合使用。此外，还会讨论泛型对实例测试、类型转换、数组、可变参数和异常处理等方面的限制和约束。通过对Java编程语言中的泛型机制的深入理解，我们将能够编写出更加健壮和易于维护的代码。

泛型类型及其限制

在Java编程中，泛型类型允许在编译时提供类型安全，而不需要在运行时进行类型转换。Java泛型机制的一个重要方面是类型擦除，这意味着在运行时，泛型类型信息是不可用的，这一特点对泛型的使用和理解至关重要。

匿名类、非静态成员类、局部类

在Java中，泛型不能与匿名类、非静态成员类或局部类一起使用。这是因为类型擦除会使得泛型类的实例化变得复杂，特别是当涉及到内部类时。

泛型的类型层次结构

泛型类型与原始类型和参数化类型之间有着密切的关系。理解这些类型之间的层次结构对于编写可扩展且易于维护的代码非常重要。例如，通配符类型是泛型类型层次结构中的一个关键概念，它允许更灵活的类型参数使用。

实例分析

为了更好地理解泛型的限制和应用，我们可以分析几个实际的Java代码示例。

示例1：类型转换和异常处理

在第一个示例中，我们看到如何使用泛型来限制方法抛出的异常类型。泛型方法 throwOne 限制了只能抛出 E extends Exception 类型的异常，这增加了方法的类型安全性。

class Tantrum<E extends Exception> {
    public void throwOne(E e) throws E {
        throw e;
    }
}

public class TakeException {
    public static void main(String[] args) {
        Tantrum<TantrumException> tantrum = new Tantrum<TantrumException>();
        try {
            tantrum.throwOne(new TantrumException("Tantrum thrown."));
        } catch (TantrumException te) {
            System.out.println(te.getMessage());
        }
    }
}

在这个示例中，如果尝试将 Tantrum<TantrumException> 的实例赋值给 Tantrum<Exception> ，编译器将会报错，因为这种类型转换违反了泛型的类型安全性。

示例2：通配符和类型层次结构

第二个示例探讨了通配符在类型层次结构中的应用。通过使用不同的通配符，我们可以控制变量能够接受的类型集合。

public class InstanceTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
        Set<Double> doubleSet = new HashSet<Double>();
        List<?> list = intList;
        Set<?> set = doubleSet;
        scuddle(intList);
        scuddle(doubleSet);
        scuddle(list);
        scuddle(set);
    }

    private static void scuddle(Collection<?> col) {
        if (col instanceof List<?>) {
            System.out.println("I am a list.");
        } else if (col instanceof Set<?>) {
            System.out.println("I am a set.");
        }
    }
}

在这个示例中，方法 scuddle 使用了通配符 ? 来接受 List 和 Set 的不同实现。这种泛型方法的使用增加了代码的灵活性和重用性。

示例3：泛型类和继承

在第三个示例中，我们看到如何创建一个泛型类，它实现了一个接口，并且具有继承自其他类的属性。这是泛型编程中常见的一个场景，展示了如何使用泛型来扩展功能，同时保持类型安全。

public class GenVarArgs {
    public static <T> void doIt(List<T>... aols) {
        for(int i = 0; i < aols.length; i++) {
            System.out.print(aols[i] + " ");
        }
    }

    public static void main(String... args) {
        List<String> ls1 = Arrays.asList("one", "two");
        List<String> ls2 = Arrays.asList("three", "four");
        List<String>[] aols = new List[] {ls1, ls2};
        doIt(aols);
    }
}

在这个示例中，泛型方法 doIt 接受可变参数列表 List<T>... ，这允许它接受任意数量的 List 对象。泛型类 GenVarArgs 的实例化和使用展示了泛型在实际编程中的强大功能。