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Java泛型常見面試題(面試必問)

 更新時(shí)間:2021年06月09日 09:32:08   作者:Java架構(gòu)沒有996  
泛型在java中有很重要的地位,在面向?qū)ο缶幊碳案鞣N設(shè)計(jì)模式中有非常廣泛的應(yīng)用。java泛型知識(shí)點(diǎn)也是Java開發(fā)崗位必問的一個(gè)話題,今天小編就給大家普及下Java泛型常見面試題,感興趣的朋友一起看看吧

1、泛型的基礎(chǔ)概念

1.1 為什么需要泛型

 List list = new ArrayList();//默認(rèn)類型是Object
        list.add("A123");
        list.add("B234");
        list.add("C345");
        System.out.println(list);

        for(int i=0;i<list.size();i++){
            //若要將list中的元素賦給String變量,需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換,不然會(huì)報(bào)Incompatible types錯(cuò)誤,顯示list.get(i)返回的是Object
            String str =  (String) list.get(i);
            System.out.println(str);
        }
​   
        list.add(123);//因?yàn)轭愋褪荗bject,我們可以把Integer類型或者其他數(shù)據(jù)類型的元素也加入list之中
        System.out.println(list.get(3));
​
        for(int i=0;i<list.size();i++){
            //String str =  (String) list.get(i);//但是在這里會(huì)報(bào)錯(cuò)java.lang.ClassCastException,我們不能直接將Integer類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成String
            System.out.println(list.get(i).getClass());
        }

如代碼中所示,當(dāng)我們定義了一個(gè)List,list默認(rèn)的類型是所有對(duì)象的基類Object,那么我們?nèi)〕鰯?shù)據(jù)的時(shí)候需要經(jīng)過一次類型轉(zhuǎn)換才能進(jìn)行對(duì)象的實(shí)際類型的相關(guān)操作。因?yàn)長ist中的類型是Object,那么我們先添加了String類型的數(shù)據(jù),然后再添加Integer或者其他類型的數(shù)據(jù)也是允許的,因?yàn)榫幾g時(shí)List中是Object類型的數(shù)據(jù),然而運(yùn)行的時(shí)候卻是它本身的類型,所以當(dāng)我們將List中的數(shù)據(jù)當(dāng)作String處理時(shí)會(huì)拋出java.lang.ClassCastException。

那么有沒有什么辦法可以使集合能夠記住集合內(nèi)元素各類型,且能夠達(dá)到只要編譯時(shí)不出現(xiàn)問題,運(yùn)行時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)java.lang.ClassCastException異常呢?答案就是使用泛型。

1.2 什么是泛型

Java泛型設(shè)計(jì)原則是:只要在編譯時(shí)期沒有出現(xiàn)警告,那么運(yùn)行時(shí)期就不會(huì)出現(xiàn)ClassCastException異常。

泛型,即“參數(shù)化類型”,把類型明確的工作推遲到創(chuàng)建對(duì)象或調(diào)用方法的時(shí)候才去明確的特殊類型,把<數(shù)據(jù)類型>當(dāng)作是參數(shù)一樣傳遞。

什么是泛型?為什么要使用泛型?

泛型,即“參數(shù)化類型”。一提到參數(shù),最熟悉的就是定義方法時(shí)有形參,然后調(diào)用此方法時(shí)傳遞實(shí)參。那么參數(shù)化類型怎么理解呢?

顧名思義,就是將類型由原來的具體的類型參數(shù)化,類似于方法中的變量參數(shù),此時(shí)類型也定義成參數(shù)形式(可以稱之為類型形參),

然后在使用/調(diào)用時(shí)傳入具體的類型(類型實(shí)參)。

泛型的本質(zhì)是為了參數(shù)化類型(在不創(chuàng)建新的類型的情況下,通過泛型指定的不同類型來控制形參具體限制的類型)。也就是說在泛型使用過程中,

操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù),這種參數(shù)類型可以用在類、接口和方法中,分別被稱為泛型類、泛型接口、泛型方法。

相關(guān)術(shù)語:

  • ArrayList中的E稱為類型參數(shù)變量
  • ArrayList中的Integer稱為實(shí)際類型參數(shù)
  • 整個(gè)稱為ArrayList泛型類型
  • 整個(gè)ArrayList稱為參數(shù)化的類型ParameterizedType

泛型的作用:

代碼更加簡潔【不用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換】

程序更加健壯【只要編譯時(shí)期沒有警告,那么運(yùn)行時(shí)就不會(huì)拋出ClassCastException的異?!?/p>

可讀性和穩(wěn)定性【在編寫集合的時(shí)候,就限定了類型】

List<String> strlist = new ArrayList<String>();
        List<Integer> intlist = new ArrayList<Integer>();
​
        strlist.add("A");
        strlist.add("B");
        //strlist.add(123);//編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)
​
        for(String str:strlist){
            System.out.println(str);
            //A
            //B
        }
​//加入Java開發(fā)交流君樣:756584822一起吹水聊天
        System.out.println(strlist.getClass());//class java.util.ArrayList
        System.out.println(intlist.getClass());//class java.util.ArrayList
        System.out.println(strlist.getClass()==intlist.getClass());//true

泛型擦除

泛型是提供給javac編譯器使用的,它用于限定集合的輸入類型,讓編譯器在源代碼級(jí)別上,即擋住向集合中插入非法數(shù)據(jù)。但編譯器編譯完帶有泛型的java程序后生成的class文件中將不再帶有泛型信息,以此使程序的運(yùn)行效率不受到影響,這個(gè)過程稱之為“擦除”。

泛型這個(gè)概念是JDK5提出的,JDK5以前的版本是沒有泛型的,需要建通JDK5以下的集合。當(dāng)把帶有泛型特性的集合賦值給老版本的集合的時(shí)候,會(huì)把泛型給擦除了,它保留的是類型參數(shù)的上限,即Object。而當(dāng)我們將沒有類型參數(shù)的集合賦給帶類型參數(shù)的集合,也不會(huì)報(bào)錯(cuò),僅僅是會(huì)提示“未經(jīng)檢查的轉(zhuǎn)換(Unchecked assignment)”,甚至也可以將它賦給其他不同類型的帶有泛型特性的集合,只是依舊會(huì)拋出ClassCastException異常。

 //類型被擦除了,保留的是類型的上限,String的上限就是Object
        List list = strlist;
​
        List<String> stringList2 = list;
        List<Integer> intList2 = list;//你也可以把它賦給Integer類型的集合,但是當(dāng)你把這個(gè)集合當(dāng)成Integer的集合操作的時(shí)候,依舊會(huì)拋出ClassCastException異常
​
        for (Integer i:intList2){//java.lang.ClassCastException
            System.out.println(i);
        }

2、泛型的定義和使用

2.1 泛型類\泛型接口

泛型類、泛型接口就是把泛型定義在類或者接口上,在用戶使用該類的時(shí)候才把類型明確下來。我們常用的集合,List,Map<K,V>,Stack……就是泛型類。在類上定義的泛型,在泛型類的方法、變量中都可以使用。

由于類型參數(shù)變量T在java泛型中僅僅是一個(gè)占位符,在傳遞參數(shù)之后才能使用,即在完成實(shí)例創(chuàng)建之后才能使用,所以在泛型類中,不能定義包含泛型類型的靜態(tài)變量和靜態(tài)方法,會(huì)報(bào)錯(cuò)cannot be referenced from a static context。泛型類中包含泛型類型的變量和方法必須在創(chuàng)建了實(shí)例明確了傳遞的類型參數(shù)后才可以使用。

class Myset<T>{
    private T value;
    //public static T sval;//cannot be referenced from a static context
    public static int sval2;
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    public Myset(){
​
    }
​
    public Myset(T val){
        this.value = val;
    }
​
    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }
​
    public T getValue() {
        return value;
    }
​
   /* public static T getSval(){//cannot be referenced from a static context
        return sval;
    }*/
}
       Myset<String> myset = new Myset<>();
       myset.setValue("12345");
       System.out.println(myset.getValue());//12345
​
       myset = new Myset<>("23");
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       System.out.println(myset.getClass());//class liwx.learning.Myset

2.2 泛型方法

 public static  <T> void PrintArray(T [] arr){
        System.out.print("[");
        for(T t:arr){
            System.out.print(t+",");
        }
        System.out.println("]");
    }
Integer[]  a = {1,2,3,4,5,6,7};
PrintArray(a);//[1,2,3,4,5,6,7,]

2.3 泛型類的繼承

泛型類的子類有兩種繼承方式

  • 子類不明確泛型類的參數(shù)變量,子類也是泛型類
  • 子類明確泛型類的參數(shù)變量,子類不是泛型類
//子類不明確泛型類的參數(shù)變量,子類也是泛型類
class MyChiSet1<T> extends Myset<T>{
    public MyChiSet1(){
​
    }
    public MyChiSet1(T val){
        super(val);
    }
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}
//子類明確泛型類的參數(shù)變量,子類不是泛型類
class MyChiSet2 extends Myset<String>{
    public MyChiSet2(){
​
    }
    public MyChiSet2(String val){
        super(val);
    }
}

2.4 類型通配符?及其上下限

通配符<?>和類型參數(shù)變量的區(qū)別是什么?通配符<?>是實(shí)參而不是類型形參,而且List<?>在邏輯上是List,List等所有List<具體類型實(shí)參>的父類,它的使用比類型形參T更加靈活,但傳入的通配符通常進(jìn)行的是許多于具體類型無關(guān)的操作,如果涉及到具體類型相關(guān)的操作,以及返回值,還是需要使用泛型方法T。

當(dāng)我們使用?號(hào)通配符的時(shí)候,只能調(diào)用與對(duì)象無關(guān)的方法,不能調(diào)用對(duì)象與類型有關(guān)的方法。因?yàn)橹钡酵饨缡褂貌胖谰唧w的類型是什么。

//雖然Object是所有類的基類,但是List<Object>在邏輯上與List<Integer>等并沒有繼承關(guān)系,這個(gè)方法只能傳入List<Object>類型的數(shù)據(jù) 
   public static void showOList(List<Object> list){
        System.out.println(list.size());
    }
    //同理,這個(gè)方法只能傳入List<Number>類型的數(shù)據(jù),并不能傳入List<Integer>
    public static void showList(List<Number> list){
        System.out.println(list.size());
    }//加入Java開發(fā)交流君樣:756584822一起吹水聊天
    //使用通配符,List<?>在邏輯上是所有List<Number>,List<Integer>,List<String>……的父類,可以傳遞所有List類型的數(shù)據(jù),但是不能在List<?>類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行于具體類型相關(guān)的操作,如add
    public static void showList2(List<?> list){
        System.out.println("<?>");
        System.out.println(list.size());
    }
    //設(shè)置通配符上限,可以傳入List<Number及Number的子類>
    public static void showNumList(List<? extends Number> list){
        System.out.println(list.size());
    }
   //設(shè)置通配符上限,List<? super Number>只可以傳入List<Number及其父類>
    public static boolean Compare(List<? super Number> list1,List<? super Integer> list2){
        return list1.size()>list2.size();
    }
 List<Integer> Intgetlist = new ArrayList<>();
        List<Number> Numberlist = new ArrayList<>();
        //雖然Number是Integet的父類,但是傳入List,它們邏輯上沒有了繼承關(guān)系
        System.out.println(Intgetlist.getClass()==Numberlist.getClass());//true
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        //showList(java.util.List<java.lang.Number>)
        //List<Integer>和List<Number>邏輯上無繼承關(guān)系,所以無法調(diào)用
        //showList(Intgetlist);//showList(java.util.List<java.lang.Number>)in FXtest cannot be applied to(java.util.List<java.lang.Integer>)
        showList(Numberlist);
​
       //public static void showList2(List<?> list)
        //通配符List<?>在邏輯上是所有List<具體參數(shù)類型>的父類,方法可以傳入其子類類型的數(shù)據(jù)
        showList2(Intgetlist);
        showList2(Numberlist);
​
        // public static void showNumList(List<? extends Number> list)
        //當(dāng)設(shè)定了通配符上限,只能傳入List<Number及其子類>的數(shù)據(jù)
        List<String> Stringlist = new ArrayList<>();
        showNumList(Intgetlist);
        showNumList(Numberlist);//加入Java開發(fā)交流君樣:756584822一起吹水聊天
        //showNumList(Stringlist);//showNumList(java.util.List<? extends java.lang.Number>)in FXtest cannot be applied to(java.util.List<java.lang.String>)
​
​
        //public static boolean Compare(List<? super Number> list1,List<? super Integer> list2)
        //當(dāng)設(shè)定了通配符下限,List<? super Number>只能傳入List<Number及其父類>的數(shù)據(jù),不能傳入子類Integer的List,
        // 而List<? super Integer>則可以傳入其父類Number的List
        //Compare(Intgetlist,Numberlist);
        Compare(Numberlist,Intgetlist);

通配符的使用在邏輯上還原了泛型類傳入數(shù)據(jù)類型的參數(shù)父類子類的繼承關(guān)系,同時(shí)也可以按照需求設(shè)定通配符的上限了下限。

  • List<?>在邏輯上是所有List<具體參數(shù)類型>的父類,可對(duì)所有List數(shù)據(jù)進(jìn)行操作
  • List<? extends Type>設(shè)定了通配符的上限,可對(duì)所有Type及Type的子類進(jìn)行操作
  • List<? super Type>設(shè)定了通配符的下限,可對(duì)所有Type及Type的父類進(jìn)行操作

以上就是Java泛型常見面試題(面試必問)的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java泛型面試題的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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