Java class 与泛型

泛化的 Class 引用

我们由一段代码来切入今天的主题：

public class Demo {
    
    public static void main(String[] args) {
        try{
            Class<? extends Number> numClass = int.class;
            numClass = double.class;
            numClass = Integer.class;
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

上述代码没有任何的实际意义，但是能引出以下两个问题：
1）Class 是什么类？
2）泛型有什么作用？
对于这两个问题，我们的解答是：

1. Class 的功能与使用

   • Class 类：Class 引用总是指向某个类的 Class 对象。Class 类可以用于制造类的实例，并包含可作用于这些实例的所有方法代码，并且包含该类的静态成员。
   • Class<?> 与 Class 是等效的，但是使用 Class<?> 的好处是表示你并不是由于疏忽而未指定具体的类引用，而是选择了非具体的版本。

2. 使用带泛型的 Class 引用的好处：

   • 使用 Class<?> 调用 getInstanse() 方法获取到的对象是 Object 类型的实例。但如果使用 Class<Integer> 则是 Integer 类型的。

所以 Class 类包含了其他类的类型信息。可用于制造类的实例和查看类的成员和方法。

泛型通配符 extends 和 super

• 为了引入通配符？
  Java 中 Integer 类继承于 Number 类，但 Integer.class 并不是 Number.class 的子类 （objc比这优雅多了），所以 Class<Number> numClass = Integer.class; 是不合法的。

extends 上界通配符

因为以上尴尬的情况，所以引入了 ? extends 通配符声明 这个class 引用是用来引用继承于 Number 的子类 class 对象。所以才能将 Integer.class 赋值给它。
我们以下图为例子：

image.png

<? extends Fruit> 该类的set()方法失效。但取东西get()方法还有效。

Plate < ? extends Fruit > p = new Plate < Apple > (new Apple()); //不能存入任何元素
p.set(new Fruit());    //Error
p.set(new Apple());    //Error

super 下界通配符

声明了? super Frult的泛型对象，能存放当前类型和它所有父类的对象。

image.png

与 extends 相反，super 通配符会使get()方法失效，但是set()方法仍让有效。

cast 方法

使用 cast() 可以对无法强制转换的实例进行转换。

public class Demo {
    
    public static void main(String[] args) {
        try{
            Number a = 1;
            Class<Integer> numClass = Integer.class;
            Integer i = numClass.cast(a);
            System.out.println(i);
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

泛型擦除

• 我们在使用泛型的过程中，常常因为无法获取泛型 T 的 class 引用。
  是因为编译期在擦除后无法得知对象 T 的类型，但编译器还是能保证最为返回值时仍然具有 T 类型。因为擦除在运行的边界（进入和离开的地方），编译器执行了类型检查并插入了转型代码。

public class Demo<T> {
    private T obj;
    public void set(T obj){
        this.obj = obj;
    }  
    public T get(){
        return this.obj;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Demo<String> demo = new Demo<String>();
        demo.set("123");
        String str = demo.get(); // 等效于 (String) demo.get()，获取到 Object 类型后强转为 String 类型
        System.out.println(str);
    }
}

    Code:
       0: new           #3                  // class Demo
       3: dup
       4: invokespecial #4                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: ldc           #5                  // String 123
      11: invokevirtual #6                  // Method set:(Ljava/lang/Object;)V
      14: aload_1
      15: o #7                  // Method get:()Ljava/lang/Object;
      18: checkcast     #8                  // class java/lang/String
      21: astore_2
      22: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      25: aload_2
      26: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      29: return