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JAVA泛型通配符T,E,K,V区别,T以及Class<T

JAVA泛型通配符T,E,K,V区别,T以及Class<T

作者: 程序鱼 | 来源:发表于2016-10-22 01:35 被阅读16133次

    1. 先解释下泛型概念

    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。Java语言引入泛型的好处是安全简单。
    在Java SE 1.5之前,没有泛型的情况的下,通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”,“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换,而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况,编译器可能不提示错误,在运行的时候才出现异常,这是一个安全隐患。
    泛型的好处是在编译的时候检查类型安全,并且所有的强制转换都是自动和隐式的,以提高代码的重用率。

    以上内容摘自百度百科

    举个栗子:
    Box类定义为一个泛型类

    public class Box<T> {
        private T object;
    
        public void set(T object) { this.object = object; }
        public T get() { return object; }
    }
    

    创建一个Box对象,不带泛型参数,发现获取对象的时候需要强制转换

    Box box2 = new Box();
    box2.set(new Apple());
    Apple apple = (Apple) box2.get();
    

    创建一个Box对象,带泛型参数,获取对象的时候就不需要强制转换

    Box<Apple> box = new Box<Apple>();
    box.set(new Apple());
    Apple apple = box.get();
    

    总结下泛型的好处就是
    省去了强制转换,可以在编译时候检查类型安全,可以用在类,方法,接口上

    但是我们定义泛型类,泛型方法,泛型接口的时候经常会碰见很多不同的通配符T,E,K,V等等,这些通配符又都是什么意思呢?继续往下看

    2. 下来说说泛型通配符T,E,K,V区别

    这些全都属于java泛型的通配符,刚开始我看到这么多通配符,一下晕了,这几个其实没什么区别,只不过是一个约定好的代码,也就是说

    使用大写字母A,B,C,D......X,Y,Z定义的,就都是泛型,把T换成A也一样,这里T只是名字上的意义而已

    • 表示不确定的java类型
    • T (type) 表示具体的一个java类型
    • K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value
    • E (element) 代表Element

    举个栗子:

    public class Test<T> {    
      public List<T> list = new ArrayList<T>();   
      public static void main(String[] args) {
            Test<String> test = new Test<String>();
            test.list.add("hello");
            System.out.println(test.list);
        }}
    

    public class Test<A> {    
      public List<A> list = new ArrayList<A>();   
      public static void main(String[] args) {
            Test<String> test = new Test<String>();
            test.list.add("hello");
            System.out.println(test.list);
        }}
    

    将T换成了A,在执行效果上是没有任何区别的,只不过我们约定好了T代表type,所以还是按照约定规范来比较好,增加了代码的可读性。

    如果要定义多个泛型参数,比如说两个泛型参数
    很典型的一个栗子是Map的key,value泛型,我们也可以定义一个这样的

    public interface Mymap<K, V> {
        public K getKey();
        public V getValue();
    }
    
    public class MymapImpl<K, V> implements Mymap<K, V> {
    
        private K key;
        private V value;
    
        public MymapImpl(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
        }
    
        public K getKey()   { return key; }
        public V getValue() { return value; }
    }
    

    下来就可以传入任意类型,创建实例了,不用转化类型

    Mymap<String, Integer> mp1= new MymapImpl<String, Integer>("Even", 8);
    Mymap<String, String>  mp2= new MymapImpl<String, String>("hello", "world");
    Mymap<Integer, Integer> mp3= new MymapImpl<Integer, Integer>(888, 888);
    

    如果要定义超过两个,三个或三个以上的泛型参数可以使用T1, T2, ..., Tn,像这样子

    public class Test<T1,T2,T3> {
       public void print(T1 t1,T2 t2,T3 t3){
            System.out.println(t1.getClass());
            System.out.println(t2.getClass());
            System.out.println(t3.getClass());
        }
    }
    

    3. 接下来说说List<T>,List<Object>,List<?>区别

    ArrayList<T> al=new ArrayList<T>(); 指定集合元素只能是T类型

    ArrayList<?> al=new ArrayList<?>(); 集合元素可以是任意类型,这种没有意义,一般是方法中,只是为了说明用法

    ArrayList<? extends E> al=new ArrayList<? extends E>();
    泛型的限定:
    ? extends E:接收E类型或者E的子类型。
    ? super E:接收E类型或者E的父类型

    • Object和T不同点在于,Object是一个实打实的类,并没有泛指谁,而T可以泛指Object,比方public void printList(List<T> list){}方法中可以传入List<Object> list类型参数,也可以传入List<String> list类型参数,但是public void printList(List<Object> list){}就只可以传入List<Object> list类型参数,因为Object类型并没有泛指谁,是一个确定的类型
    • ?和T区别是?是一个不确定类,?和T都表示不确定的类型 ,但如果是T的话,函数里面可以对T进行操作,比方 T car = getCar(),而不能用? car = getCar()。

    下面举个栗子比较下这三种:

    package com.lyang.demo.fanxing;
    
    import java.util.Arrays;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 测试泛型参数Object和T的区别
     * Created by yanglu on 2017/04/20.
     */
    public class TestDifferenceBetweenObjectAndT {
        public static void printList1(List<Object> list) {
            for (Object elem : list)
                System.out.println(elem + " ");
            System.out.println();
        }
    
        public static <T> void printList2(List<T> list) {
            for (T elem : list)
                System.out.println(elem + " ");
            System.out.println();
        }
    
        public static  void printList3(List<?> list) {
            for (int i = 0;i<list.size();i++)
                System.out.println(list.get(i) + " ");
            System.out.println();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            List<Integer> test1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
            List<String>  test2 = Arrays.asList("one", "two", "three");
            List<Object> test3 = Arrays.asList(1, "two", 1.23);
            List<Fruit> test4 = Arrays.asList(new Apple(), new Banana());
            /*
            * 下面这句会编译报错,因为参数不能转化成功
            * */
            printList1(test4);
            /**/
            printList1(test3);
            printList1(test3);
            printList2(test1);
            printList2(test2);
            printList2(test3);
            printList3(test1);
            printList3(test2);
            printList3(test3);
        }
    }
    
    
    image.png

    4. 最后来说说T,Class<T>,Class<?>区别

    T是一种具体的类,例如String,List,Map......等等,这些都是属于具体的类,这个比较好理解
    ** Class是什么呢,Class也是一个类,但Class是存放上面String,List,Map......类信息的一个类**,有点抽象,我们一步一步来看 。

    如何获取到Class类呢,有三种方式:
    1. 调用Object类的getClass()方法来得到Class对象,这也是最常见的产生Class对象的方法。
    例如:

    List list = null;
    Class clazz = list.getClass();
    

    **2. 使用Class类的中静态forName()方法获得与字符串对应的Class对象。
    **
    例如:

    Class clazz = Class.forName("com.lyang.demo.fanxing.People");
    

    3.获取Class类型对象的第三个方法非常简单。如果T是一个Java类型,那么T.class就代表了匹配的类对象。

    Class clazz = List.class;
    

    ** 那么问题来了?Class类是创建出来了,但是Class<T>和Class<?>适用于什么时候呢???**

    使用Class<T>和Class<?>多发生在反射场景下,先看看如果我们不使用泛型,反射创建一个类是什么样的。

    People people = (People) Class.forName("com.lyang.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;
    

    因为T需要指定类型
    所以当,不知道定声明什么类型的Class的时候可以定义一个Class<?>,Class<?>可以用于参数类型定义,方法返回值定义等。

    以上所有示例的代码我已经提交到了github,有兴趣的同学可以去看看https://github.com/qwertyanglu/FanxingDemo

    个人的一些理解,如果有不对的地方,欢迎各位前辈给出宝贵指导,在此先行谢过。

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      网友评论

      • OneFineDay_fb48:可以看下JDK提供的API,很清楚
      • d7108ca5b349:测试 List<Object> test3 = Arrays.asList(1, "two", 1.23); 报错,下面不报错
        List<? extends Object> test3 = Arrays.asList(1, "two", 1.23);
        另外 public static void printList1(List<Object> list) { 也要改成
        public static void printList1(List<? extends Object> list) {,否则printList1(test3);报错
      • 狂恋十三梦乱:public static <T> T createInstance(Class<T> clazz) throws IllegalAccessException, InstantiationException { return clazz.newInstance(); }

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

        楼主这两种写法 有什么区别吗?有些困惑
        程序鱼:@狂恋十三梦乱 你在IDE里面写一下就知道了,第二个应该会编译出错,参数中的泛型,需要在方法上声明
      • 奔跑的佩恩:good,我一直以为只有string不是object的子类,没想到integer也不是~
        程序鱼:@奔跑的佩恩 不对,我已经修正了,两个都是object类的子类
      • d6472a61e469:Many assume that because class C inherits from class P, that List<C> also inherits from List<P>. But this is not the case. Although String is a subset of Object, but List<String> is not inherited from List<Object>.The reason why was that if we could cast from List<String> to List<Object>, then we could put Objects into that list, thus violating the original contract of List<String> when attempting to retrieve an element.
        d6472a61e469:@程序鱼 在第三部分当中,printList3(List<?> list)这个函数也可以修改为下面这样,毕竟Object是所有类的父类,不会出现类型错误。
        public static void printList3(List<?> list) {
        for (Object e: list)
        System.out.println(e);
        System.out.println();
        }
        This is always safe, since whatever the actual type of the collection, it does contain objects.
        程序鱼:@魔山_651f 这个解释没毛病:+1:
        d6472a61e469:评论里好几个讨论这个问题,刚好在StackOverflow上看到对这个问题的说明。
      • 泓远:楼主文章有个很严重的错误哦: String和Integer就不是Object的子类 !
        所有的类都是Object的子类, 上面 List<Integer> 变量 放到 List<Object>类型的参数时编译报错是因为List<Integer> 和 List<Object>不是同一个类型,并且List<Integer>不是List<Object>的父类
        程序鱼:谢谢指正
        程序鱼:是我理解有误,已经更改
      • 麦田的秋:纠正一点:
        JAVA中所有类,默认 继承Object类。
        所有类都不例外。
        程序鱼:谢谢指正
        biginsect:可以看下第一条评论的回复,这个是我的个人理解,有问题可以继续讨论交流。
        麦田的秋:直接 或 间接继承。
      • afda27b87d74:楼主你举的例子只能说明java没有协变,不能说明String和Integer就不是Object的子类
      • afda27b87d74:比方说String和Integer就不是Object的子类???不是说所有的类都是Object的子类吗??
        程序鱼:@biginsect 是我理解有误,已经更改,谢谢指正
        biginsect:其实这里楼主解释的有点问题,应该是,List<String> 不是List<Object>的子类,List<String>是Collection<String>的子类,因此出现了上面的error。这些都是由泛型类自身的继承体系结构来决定的,具体可以去搜集相关的信息。
      • woniu0936:
        你好,根据你的Class<?>的解释,我比较好奇List<?>和List<Object>之间又有什么区别?麻烦赐教
        woniu0936:@程序鱼 哦,看到了,谢谢解惑
        程序鱼:我已经更新了文章,你参照下第3点例子
        程序鱼:首先Object是一个确定的类,?是一个不确定的类,Object并不能代表所有类,比如String和Integer就不是Object的子类,我会在文章中补充下你提的这个问题case,请留意
      • 26eb66ba0af7:这的不错
      • janey夫:写得非常好。
        程序鱼:@janey夫 谢谢你的鼓励

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