Java学习苦旅（二十一）——泛型

本篇博客将详细讲解Java中的泛型。

泛型的定义

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 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
}

类型形参一般使用一个大写字面表示，常用名称有：

• E表示Element
• K表示Key
• V表示Value
• N表示Number
• T表示Type
• S，U，V表示第二、第三、第四个类型

示例

class MyArray<T> {
    public T[] objects = (T[]) new Object[10];
    
    public void set(int pos, T val) {
        objects[pos] = val;
    }
    
    public T get(int pos) {
        return objects[pos];
    }
}

泛型类

语法

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

示例

当编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写

MyArray<String> list = new MyArray<>();

类型边界

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。

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> {
    ...
}

类型擦除

泛型是作用在编译期间的一种机制，实际上运行期间是没有这么多类的，因此存在类型擦除。例如：

class MyArray<T> {
    // T会被擦除为Object
}

class MyArray<E extends Comparable<E>> {
    // E会被擦除为Comparable
}

类型擦除主要看其类型边界而定。

编译器在类型擦除阶段在做什么？

1. 将类型变量用擦除后的类型替换，即 Object 或者 Comparable

2. 加入必要的类型转换语句

3. 加入必要的bridge method保证多态的正确性

通配符

语法

?用于泛型的使用，即为通配符。

示例

public class MyArray<T> {
    ...
}

public static void printAll(MyArray<?> list) {
    //可以传入任意类型的MyArray
}

上界

语法

<? extends 上界>

示例

public static void printAll(MyArray<? extends Number> list) {
    //可以传入类型实参是Number子类的任意类型的MyArray
}

下界

语法

<? super 下界>

示例

public static void printAll(MyArray<? super Integer> list) {
    //可以传入类型实参是Integer父类的任意类型的MyArray
}

注意：

MyArrayList<Object> 不是MyArrayList<Number>的父类型

MyArrayList<Number>也不是MyArrayList<Integer>的父类型

需要使用通配符来确定父子类型

MyArrayList<?>是MyArrayList<? extends Number>的父类型 MyArrayList<? extends Number>是MyArrayList<Integer>的父类型

裸类型

裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参，例如：

MyArray list = new MyArray();

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) {
    ...
}

示例

class A<T extends Comparable<T>> {
    public T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
    
    //如果是静态方法
    public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if (max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

泛型的限制

1. 泛型类型参数不支持基本数据类型

2. 无法实例化泛型类型的对象

3. 无法使用泛型类型声明静态的属性

4. 无法使用 instanceof 判断带类型参数的泛型类型

5. 无法创建泛型类数组

6. 无法 create、catch、throw 一个泛型类异常（异常不支持泛型）

7. 泛型类型不是形参一部分，无法重载

结尾

本篇博客到此结束。
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