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Java基础-泛型-泛型通配符与类型擦除

Java基础-泛型-泛型通配符与类型擦除

作者: HughJin | 来源:发表于2021-01-25 09:18 被阅读0次

    Java工程师知识树 / Java基础


    1. 通用通配符

    2. 类型擦除


    通用通配符

    泛型中有三种通配符形式:

    1. <?> :无限制通配符类型
    2. <? extends E> extends :关键字声明了类型的上界,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的子类。
    3. <? super E> super :关键字声明了类型的下界,表示参数化类型可能是指定类型,或者是此类型的父类。

    通配符在声明局部变量时是没有什么意义的,通配符一般是用作为一个方法声明参数

    通配符在声明局部变量与为方法声明参数代码:

    package com.wechat.management.type;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    class Fruit{}
    class Apple extends Fruit{}
    class Orange extends Fruit{}
    
    public class TestGenericStatement{
    
        public static void main(String[] args) {
            // 声明局部变量类型时 <? extends Type> 中的 ? 只能是null
            List<? extends Fruit> list = new ArrayList<>();
            list.add(new Apple());//不可添加
            list.add(new Orange());//报错 : add (capture<? extends com.wechat.management.type.Fruit>) in List cannot be applied to (com.wechat.management.type.Orange)
            list.add(null);// ? extends Fruit 只能添加null(无参数类型)
    
            list.contains(new Apple());//可以执行是因为入参为Object o
            list.indexOf(new Apple());//可以执行是因为入参为Object o
    
            // 声明局部变量类型时 <? super Type> 中的 ? 是指Type的子类和自身
            List<? super Fruit> list2 = new ArrayList<>();
            list2.add(new Apple());
            list2.add(new Orange());
            list2.add(new Fruit());
            list2.add(new Object());//报错 : add (capture<? super com.wechat.management.type.Fruit>) in List cannot be applied to (java.lang.Object)
    
            //--------------------------------------------------
            
            List<Apple> appleList = new ArrayList<>();
            List<Object> objectList = new ArrayList<>();
    
            // 作为方法入参时,<? super Type> 中的 ? 是指Type的父类
            addSuper(appleList);// 报错:cannot be applied
            addSuper(objectList);// 可以添加 Type的父类
    
            // 作为方法入参时,<? extends Type> 中的 ? 是指Type的子类
            addExtends(appleList);// 可以添加 Type的子类
            addExtends(objectList);// 报错:cannot be applied
    
            List<Fruit> fruitList = new ArrayList<>();
            addSuper(fruitList);// 可以添加 包含自身
            addExtends(fruitList);// 可以添加 包含自身
        }
    
        public static void addSuper(List<? super Fruit> list) {}
    
        public static void addExtends(List<? extends Fruit> list) {}
    
    }
    

    总结:

    1. 声明局部变量无意义,不要使用泛型通配符
    2. 声明方法参数类型时,<? super Type> 中的 ? 是Type的父类,<? extends Type> 中的 ? 是Type的子类。

    注:介绍下 List<? extends Fruit> 声明成员变量时为什么不能add任何类型,甚至Object都不行,除了null,因为null代表任何类型。

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    class Fruit{}
    class Apple extends Fruit{}
    class Orange extends Fruit{}
    
    public class TestGenericStatement{
    
        public static void main(String[] args) {
            List<? extends Fruit> list = new ArrayList<>();
    //        list.add(new Apple());//不可添加
    //        list.add(new Orange());//报错 : add (capture<? extends com.wechat.management.type.Fruit>) in List cannot be applied to (com.wechat.management.type.Orange)
            list.add(null);// ? extends Fruit 只能添加null(无参数类型)
    
            list.contains(new Apple());//可以执行是因为入参为Object o
            list.indexOf(new Apple());//可以执行是因为入参为Object o
        }
    }
    

    不能add任何类型原因解析:

    List< ? extends Fruit>可以解读为:具有任何从Fruit继承的类型,但实际上,它意味着,它没有指定具体类型。对于编译器来说,当你指定了一个List< ? extends Fruit>,add的参数也变成了? extends Fruit。因此编译器并不能了解这里到底需要哪种Fruit的子类型,因此编译器不接受任何类型的参数。

    类型擦除

    当编译器对带有泛型的java代码进行编译时,它会去执行类型检查和类型推断,然后生成普通的不带泛型的字节码,这种普通的字节码可以被一般的 Java 虚拟机接收并执行,这在就叫做类型擦除(type erasure)

    Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性和免去强制类型转换的问题,但是,一旦编译完成,所有和泛型有关的类型全部擦除。

    通过反射查看编译后代码:

    import java.lang.reflect.Method;
    import java.util.ArrayList;
    
    public class InvokeDemo {
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            ArrayList<Integer> strList = new ArrayList<>();
            strList.add(100);
            strList.add(200);
            
            //获取ArrayList的Class对象,反向的调用add()方法,添加数据
            Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
            //获取add()方法
            Method method = listClass.getMethod("add", Object.class);
            //调用add()方法
            method.invoke(strList, "数字");
    
            //遍历集合
            for (Object obj : strList) {
                System.out.println(obj);
            }
        }
    }
    

    执行结果:

    100
    200
    数字
    
    ArrayList<Integer> strList = new ArrayList<>();
    strList.add(100);
    strList.add(200);
    System.out.println("Hello World!");
    

    以上代码反编译后的代码为:


    扩展阅读:为什么Java的泛型要用"擦除"实现

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