java基礎(chǔ)學(xué)習(xí)筆記之泛型
泛型
將集合中的元素限定為一個(gè)特定的類型。
術(shù)語(yǔ)
- ArrayList<E> -- 泛型類型
- ArrayList -- 原始類型
- E -- 類型參數(shù)
- <> -- 讀作"typeof"
- ArrayList<Integer> -- 參數(shù)化的類型
- Integer -- 實(shí)際類型參數(shù)
幾點(diǎn)注意：
參數(shù)化類型和原始類型相互兼容
ArrayList collection1 = new ArrayList<Integer>();//通過(guò),無(wú)warning ArrayList<Integer> collection2 = new ArrayList();//通過(guò),有warning
參數(shù)化類型不考慮類型參數(shù)的繼承關(guān)系
ArrayList<String> collection3 = new ArrayList<Object>();//編譯不通過(guò) ArrayList<Object> collection4 = new ArrayList<String>();//編譯不通過(guò)
但是
ArrayList collection5 = new ArrayList<Integer>(); ArrayList<String> collection6 = collection5;//編譯通過(guò)
"?"通配符
"?"表示任意類型，使用"?"通配符可以引用各種參數(shù)化的類型，可以調(diào)用與參數(shù)化無(wú)關(guān)的方法(如size()方法)，不能調(diào)用與參數(shù)化有關(guān)的方法(如add()方法)
通配符的擴(kuò)展
限定通配符的上邊界
ArrayList<? extends Number > collection1= new ArrayList<Integer >();//編譯通過(guò) ArrayList<? extends Number > collection2= new ArrayList<String>();//編譯不通過(guò)
限定通配符的下邊界
ArrayList<? super Integer > collection3= new ArrayList<Number >();//編譯通過(guò) ArrayList<? super Integer > collection4= new ArrayList<String>();//編譯不通過(guò)
自定義泛型方法
C++模板函數(shù)
template <class T> T add(T x, T y){
return (T)(x+y);
}
而java的泛型基本上完全在編譯器中實(shí)現(xiàn)，用于編譯器執(zhí)行類型檢查和類型判斷，然后生成普通的非泛型的字節(jié)碼，這種實(shí)現(xiàn)技術(shù)為“擦除”(erasure)。
"擦除"實(shí)例
泛型是提供給javac編譯器使用的，限定集合的輸入類型，編譯器編譯帶類型說(shuō)明的集合時(shí)會(huì)去掉“類型”信息。
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
new GenericTest().testType();
}
public void testType(){
ArrayList<Integer> collection1 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<String> collection2= new ArrayList<String>();
System.out.println(collection1.getClass()==collection2.getClass());
//兩者class類型一樣,即字節(jié)碼一致
System.out.println(collection2.getClass().getName());
//class均為java.util.ArrayList,并無(wú)實(shí)際類型參數(shù)信息
}
}
輸出
true
java.util.ArrayList
使用反射可跳過(guò)編譯器，往某個(gè)泛型集合加入其它類型數(shù)據(jù)。
只有引用類型才能作為泛型方法的實(shí)際參數(shù) 例子：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
swap(new String[]{"111","222"},0,1);//編譯通過(guò)
//swap(new int[]{1,2},0,1);
//編譯不通過(guò),因?yàn)閕nt不是引用類型
swap(new Integer[]{1,2},0,1);//編譯通過(guò)
}
/*交換數(shù)組a 的第i個(gè)和第j個(gè)元素*/
public static <T> void swap(T[]a,int i,int j){
T temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
}
}
但注意基本類型有時(shí)可以作為實(shí)參，因?yàn)橛凶詣?dòng)裝箱和拆箱。 例子(編譯通過(guò)了)：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
new GenericTest().testType();
int a = biggerOne(3,5);
//int 和 double,取交為Number
Number b = biggerOne(3,5.5);
//String和int 取交為Object
Object c = biggerOne("1",2);
}
//從x,y中返回y
public static <T> T biggerOne(T x,T y){
return y;
}
}
同時(shí)，該例還表明，當(dāng)實(shí)參不一致時(shí)，T取交集，即第一個(gè)共同的父類。 另外，如果用Number b = biggerOne(3,5.5);改為String c = biggerOne(3,5.5);則編譯報(bào)錯(cuò):
Error:(17, 29) java: 不兼容的類型: 推斷類型不符合上限
推斷: java.lang.Number&java.lang.Comparable<? extends java.lang.Number&java.lang.Comparable<?>>
上限: java.lang.String,java.lang.Object
但是有一點(diǎn)沒(méi)搞清楚，我在IDEA里面單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)結(jié)果如下圖： 泛型調(diào)試截圖-1 不知道b為什么是Double類型的（但直接Double b接收返回值會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)）。不知道跟IDE有沒(méi)有關(guān)系，是不是IDE在debug時(shí)會(huì)顯示這個(gè)對(duì)象最精確的類型？
類型參數(shù)的類型推斷
編譯器判斷泛型方法的實(shí)際類型參數(shù)的過(guò)程稱為類型推斷。
當(dāng)某個(gè)類型變量只在整個(gè)參數(shù)列表的所有參數(shù)和返回值中的一處被應(yīng)用了，那么根據(jù)調(diào)用方法時(shí)該處的實(shí)際應(yīng)用類型來(lái)確定。即直接根據(jù)調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)類型或返回值來(lái)決定泛型參數(shù)的類型。 例如：
swap(new String[3],1,2) -> static <E> void swap(E[]a,int i,int j)
當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表的所有參數(shù)和返回值中的多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這么多處的實(shí)際應(yīng)用類型都 對(duì)應(yīng)同一種類型，則泛型參數(shù)的類型就是該類型。 例如：
add(3,5) -> static <T> T add(T a,T b)
當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表的所有參數(shù)和返回值中的*多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這么多處的實(shí)際應(yīng)用類型 對(duì)應(yīng)不同的類型,且沒(méi)有返回值，則取多個(gè)參數(shù)中的最大交集類型，即第一個(gè)公共父類。 例如：
fill(new Integer[3],3.5) -> static <T> void fill(T a[],T v)
該例子實(shí)際對(duì)應(yīng)的類型就是Number,編譯通過(guò)，運(yùn)行出問(wèn)題。
當(dāng)某個(gè)類型變量在整個(gè)參數(shù)列表的所有參數(shù)和返回值中的多處被應(yīng)用了，如果調(diào)用方法時(shí)這么多處的實(shí)際應(yīng)用類型對(duì)應(yīng)不同的類型,且使用有返回值，則優(yōu)先考慮返回值的類型
例如：
int x = add(3,3.5) -> static <T> T add(T a,T b)
上例編譯報(bào)錯(cuò),x類型改為float也報(bào)錯(cuò)，改為Number成功。
參數(shù)類型的類型推斷具有傳遞性
例子：
copy(new Integer[5],new String[5]) -> static <T> void copy(T []a,T []b)
該例推斷實(shí)際參數(shù)類型為Object,編譯通過(guò).
copy(new ArrayList<String>,new Integer[5]) -> static <T> void copy(Collection<T>a,T[]b)
該例則根據(jù)參數(shù)化的ArrayList類實(shí)例將類型變量直接確定為String類型，編譯報(bào)錯(cuò)。
自定義泛型類
例子
public class GenericDao<T>{
public void add(T x){
}
public T findById(int id){
return null;
}
public void delete(T obj){
}
public void delete(int id){
}
public void update(T obj){
}
public T findByUserName(String name){
return null;
}
public <T> Set<T> findByConditions(String where){
return null;
}
}
注意：當(dāng)一個(gè)變量被聲明為泛型時(shí)，只能被實(shí)例變量和方法調(diào)用(還有內(nèi)嵌類型)，而不能被靜態(tài)變量和靜態(tài)方法調(diào)用。因?yàn)殪o態(tài)成員是被所參數(shù)化的類所共享的，所以靜態(tài)成員不應(yīng)該有類級(jí)別的類型參數(shù)。
泛型方法和泛型類的比較
例子：
public class A<T>(){
//泛型類的成員方法，該T受A后面的T的限制
public T memberFunc(){
return null;
}
//泛型方法，這里的T和和類A的T是不同的
public static <T> T genericFunc(T a){
return null;
}
public static void main(String[] args) {
//編譯不通過(guò)
//Integer i = A<String>().findByUserName("s");
//編譯通過(guò)
Set<Integer> set= A<String>().findByConditions("s");
}
}
這里Integer i = A<String>().findByUserName("s");會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)：
Error:(35, 61) java: 不兼容的類型: java.lang.String無(wú)法轉(zhuǎn)換為java.lang.Integer
由這個(gè)例子可知，泛型方法的T和和類A的T是不同的。
泛型和反射
通過(guò)反射獲得泛型的實(shí)際類型參數(shù)
把泛型變量當(dāng)成方法的參數(shù)，利用Method類的getGenericParameterTypes方法來(lái)獲取泛型的實(shí)際類型參數(shù) 例子：
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
getParamType();
}
/*利用反射獲取方法參數(shù)的實(shí)際參數(shù)類型*/
public static void getParamType() throws NoSuchMethodException{
Method method = GenericTest.class.getMethod("applyMap",Map.class);
//獲取方法的泛型參數(shù)的類型
Type[] types = method.getGenericParameterTypes();
System.out.println(types[0]);
//參數(shù)化的類型
ParameterizedType pType = (ParameterizedType)types[0];
//原始類型
System.out.println(pType.getRawType());
//實(shí)際類型參數(shù)
System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[0]);
System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[1]);
}
/*供測(cè)試參數(shù)類型的方法*/
public static void applyMap(Map<Integer,String> map){
}
}
輸出結(jié)果：
java.util.Map<java.lang.Integer, java.lang.String> interface java.util.Map class java.lang.Integer class java.lang.String
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