Java泛型

Java集合有个缺点--把一个对象“丢进”集合里之后,集合就会“忘记”这个对象的数据类型,当再次去除该对象时,该对象的编译类型就变成了Object类型(其运行时类型没变)。

在Java5以后,Java引入了“参数化类型”的概念,允许程序在创建集合时指定集合元素的类型。所谓泛型,就是允许在定义类、接口、方法时使用类型形参,这个类型形参将在声明变量、创建对象、调用方法时动态地指定(即传入实际的类型参数,也可称为类型实参)。Java 5 改写了集合框架中的全部接口和类,为这些接口、类增加了泛型支持,从而可以在声明集合变量、创建集合对象时传入类型实参。

上面给出了泛型的大体介绍,参考《疯狂Java讲义》。下面就讲下小编在学习的过程中遇到的问题。

首先讲一下泛型方法的规则:

1.所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分(由尖括号分隔),该类型参数声明部分在方法返回类型之前(在下面例子中的<E>)。

2.每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数,参数间用逗号隔开。一个泛型参数,也被称为一个类型变量,是用于指定一个泛型类型名称的标识符。

3.类型参数能被用来声明返回值类型,并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。

4.泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型,不能是原始类型(像int,double,char的等)。

我遇到的问题就是第四条。当时没看的特别仔细,直到我遇到下面的代码。

public class Box<T> {
   
  private T t;
 
  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }
 
  public T get() {
    return t;
  }
 
  public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
        integerBox.add(new Integer(10));
	System.out.println(integerBox.get());
  }
}

这是一个泛型类,泛型类和泛型方法的规则是一样的。所以不在赘述。在没看规则之前,我在想:main函数里面的三层代码,能不能换成int类型的,这样看上去直观点。于是在好奇心的驱使下,改成如下:

Box<int> intBox = new Box<int>();
intBox.add(19);
System.out.println(intBox.get());

就是换了原来的三行。在cmd上运行,就发生了如下错误:

竟然不对,百度了一波,找到原因了。解释如下:

泛型只能只能代表引用类型,不能是原始类型,原始类型有byte/short/int/long 浮点型:float.double 字符型char 布尔型:boolean,引用类型与原始类型的区别在于虽然二者保存在栈中,但原始类型保存的是实际值,而引用类型保存的是一个对象的内存地址。用作泛型的任何东西都必须转换为Object,而原始类型不是。具体的可以看https://stackoverflow.com/questions/2721546/why-dont-java-generics-support-primitive-types

在这之前还遇到了一个比较**的问题,就是创建泛型类文件的问题,跟创建普通Java文件一个样。

下面再讲一下泛型当中的类型通配符。

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。

2、类型通配符上限通过形如List来定义,如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。

3、类型通配符下限通过形如 List<? super Number>来定义,表示类型只能接受Number及其三层父类类型,如Objec类型的实例。

例子:

import java.util.*;
 
public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        //getUperNumber(name);//1
        getUperNumber(age);//2
        getUperNumber(number);//3
       
   }
 
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
   
   public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
          System.out.println("data :" + data.get(0));
       }
}

在(//1)处会出现错误,因为getUperNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number,所以泛型为String是不在这个范围之内,所以会报错

JavaJava中一种强大的特性,允许编写类型安全且可重用的代码,能创建灵活的组件处理同数据类型,同时保持代码的简洁性和可读性,对于编写高质量Java程序至关重要[^2]。 ### 基本概念 通俗理解,类型可以像方法的参数一样传递。例如`List<String>`中的`String`就是类型参数,它告知编译器该`List`只能存放`String`类型的对象[^3]。 ### 使用场景 - **类型安全**:在没有时,需要强制类型转换,容易导致`ClassCastException`,而使用能在编译时检查类型安全,避免运行时异常。 - **代码复用**:使用时,为类型需要编写相似的代码,使用一套代码就可以适用于多种类型。 - **代码清晰度**:没有时,需要查看文档注释才能知道集合中存储的类型使用可直接从类型声明了解集合中存储的类型[^3]。 ### 使用方法 #### 类 在实例化类的时候指明的具体类型。例如: ```java class Box<T> { private T t; public void set(T t) { this.t = t; } public T get() { return t; } } // 使用 Box<String> stringBox = new Box<>(); stringBox.set("Hello"); String value = stringBox.get(); ``` #### 方法 在调用方法的时候指明的具体类型。示例如下: ```java public <T> T genericMethod(Class<T> tClass) throws InstantiationException, IllegalAccessException { T instance = tClass.newInstance(); return instance; } // 使用 try { String str = genericMethod(String.class); } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } ``` ### 通配符 在代码中,问号`?`称为通配符,用来表示未知类型。通配符可在多种情况下使用,如作为参数、字段局部变量的类型,有时也可作为返回类型,但永远会用作调用方法、创建类型实例的类型参数。例如: ```java public static void printList(java.util.List<?> list) { for (Object element : list) { System.out.println(element); } } ``` ### 原理 Java是通过类型擦除实现的。在编译时,编译器会把类型信息擦除,替换为原始类型(如`List<String>`会被擦除为`List`),并在必要的地方插入类型转换代码,以保证类型安全。 ### 最佳实践 - **合理使用类和方法**:根据实际需求选择合适的形式,若类型参数与类的整体相关,可使用类;若只与某个方法相关,则使用方法。 - **使用通配符提高灵活性**:当需要处理类型的集合时,合理使用通配符能提高代码的灵活性和复用性。 - **注意类型擦除的影响**:由于类型擦除,在运行时无法获取的具体类型信息,编写代码时需考虑这一点。
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