【JAVA】浅谈Java范型

作者: Y了个J | 来源:发表于2018-09-21 10:48 被阅读12次

【JAVA】浅谈Java范型
CoreJava笔记 - 范型程序设计(2)
Java编程思想之范型（1）
Java 范型
java范型
java范型
Java 范型
Effective Java 3rd-----Chapter 5
CoreJava笔记 - 范型程序设计(5)
Generic 范型 - type parameter

1.Java泛型是什么？
2.通常的泛型的写法示例
3.类型擦除
4.为什么要使用Java泛型
5.通过示例了解PECS原则

一、Java泛型是什么？

官方定义
泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
通俗解释
通俗的讲，泛型就是操作类型的占位符，即：假设占位符为T，那么此次声明的数据结构操作的数据类型为T类型。

二、通常的泛型写法示例

T 类型，用于泛型类或者泛型方法

泛型类定义：
public class ApiResult<T> {
   int resultCode;
    String resultMsg;
    T resultObject;
}

定义泛型方法：
public class JsonUtil {
    public <T> T  str2Json(String jsonText,Class target){
        T result=null;
        //....parse to json 
        return result;
    }
}

使用：

//泛型类使用
ApiResult<User> result=new ApiResult<User>();
//泛型方法使用
String　userJsonText="....省略",dogJsonText="....省略";;
User u=JsonUtil.str2Json(jsonText,User.class);
User u=JsonUtil.str2Json(jsonText,Dog.class);

K,V类型，类似Map接口。

public class ResultMap<K,V> {
    private K key;
    private V value;
  
    //省略 set ,get  方法
    public void put(K key,V value){
        this.key=key;
        this.value=value;
    }
}

使用：
ResultMap<String,User> resultMap=new ResultMap<>();
resultMap.put("currentUserKey", new User());

？extends 类型
<? extends T> 表示类型的上界，表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类
？supper 类型
<? super T> 表示类型下界（Java Core中叫超类型限定），表示参数化类型是此类型的超类型（父类型），直至Object
Class<T>和Class<?>

People people = (People) Class.forName("com.demo.fanxing.People").newInstance();

看到了么，需要强转，如果反射的类型不是People类，就会报
java.lang.ClassCastException错误。
使用Class<T>泛型后，不用强转了

public class Test {
    public static <T> T createInstance(Class<T> clazz) 
      throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        return clazz.newInstance();
    }

    public static void main(String[] args)  
      throws IllegalAccessException, InstantiationException  {
            Fruit fruit= createInstance(Fruit .class);
            People people= createInstance(People.class);
    }
}

那Class<T>和Class<?>有什么区别呢？
Class<T>在实例化的时候，T要替换成具体类
Class<?>它是个通配泛型，?可以代表任何类型，主要用于声明时的限制情况

例如可以声明一个

public Class<?> clazz;

但是你不能声明一个

public Class<T> clazz;

三、类型擦除
先看一个例子，Operate类如下：

public class Operate {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names=new ArrayList<String>();
        names.add("Jack");
        names.add("Tom");
        names.add("peter");
        for(String name:names){
            System.out.println("wellcome:"+name);
        }
    }
}

其对应的class文件反编译之后，我们使用java-gui反编译.exe 查看编译之后的代码如下

public class Operate {
    public static void main(String[] args) {
        List names=new ArrayList();
        names.add("Jack");
        names.add("Tom");
        names.add("peter");
        for(String name:names){
            System.out.println("wellcome:"+name);
        }
    }
}

发现没有，根本没有<String> 这一部分了。这个限制为String类型的泛型被“擦除”了。写代码的时候，泛型会做校验，类型不对应的，无法add,但是编译之后边去掉了泛型类型。

四、什么要使用Java泛型

在上面第三部分介绍了“类型擦除”之后，在来说为什么要使用Java泛型就比较好说了。这里的泛型就相当于“约法三章”，先给你定好“规矩”，我这个List<String> 就是用来操作
String类型的，你插入Person对象就不行。说白了就是为了类型安全。所以其好处有：

类型安全：通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设。没有泛型，这些假设就只存在于程序员的头脑中（或者如果幸运的话，还存在于代码注释中）。

消除强制类型转换：

//该代码不使用泛型：
List li = new ArrayList();
li.put(new Integer(3));
Integer i = (Integer) li.get(0);

//该代码使用泛型：
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.put(new Integer(3));
Integer i = li.get(0);

五、PECS原则
先看例子：

此处定义三个类，spiring,summer继承season
public class Season {
  //.....  
}

public class Spring extends Season {
  //......  
}

public class Summer extends Season {
 //.......
}

List<? extends Season> list1=new ArrayList<>();
list1.add(new Spring());这里编译不通过，因为编译器无法确定list所持有的类型。

List<? extends Season> list2=new ArrayList<Spring>();
list2.add(new Spring());也是无法通过编译
通过上文，我们知道 ？extends Season表示可以接收的类型为 Seaon 或者其子类。
但是此处不行，因为可能传入进来的是spring,或者summer,编译器无法确定具体传递进来的是什么，
所以无法安全的向其中添加对象，但是它可以接收子类类型 的赋值。如下：

List<Spring> list3=new ArrayList<Spring>();
List<? extends Season> list4=list3;
这里和上面的list2做对比，无法直接add spring类型的对象,但是可以直接将spring类型的list赋值。
        
List<Season> seasons=new ArrayList<Season>();
List<? super Spring> spring=seasons;
spring.add(new Spring());//ok
//        spring.add(new Summer());//error
//        spring.add(new Season());//error
//        spring.add(new Object());//error

List<? super Season> sea=new ArrayList<>();
sea.add(new Spring());//ok
sea.add(new Summer());//ok
sea.add(new Season());//ok
sea.add(new Object());//error
        
List<? super Spring> spring=new ArrayList<>();
spring.add(new Spring());//ok
//        spring.add(new Summer());//error
//        spring.add(new Season());//error
//        spring.add(new Object());//error

这里，PECS原则如下：
如果要从集合中读取类型T的数据，并且不能写入，可以使用 ? extends 通配符；(Producer Extends)
如果要从集合中写入类型T的数据，并且不需要读取，可以使用 ? super 通配符；(Consumer Super)
如果既要存又要取，那么就不要使用任何通配符。