Java使用泛型Class實現(xiàn)消除模板代碼

更新時間：2023年06月02日 10:57:27 作者：EsanWoo

Class作為實現(xiàn)反射功能的類，在開發(fā)中經(jīng)常會用到，然而，當(dāng)Class遇上泛型后，事情就變得不是那么簡單了，所以本文就來講講Java如何使用泛型Class實現(xiàn)消除模板代碼，需要的可以參考一下

然而，當(dāng)Class遇上泛型后，事情就變得不是那么簡單了。當(dāng)你需要使用泛型的Class時，你可能會略微感到一絲蛋疼：無法通過上面三種方法獲取到泛型的Class，因為泛型它不是一個確定的具體的類，自然就無法通過上面方法獲取到Class。

舉個栗子

假設(shè)我們有這樣一個需求：用魚缸養(yǎng)魚。首先定義一個接口魚：

interface Fish {
    String swim();    //魚的通用動作游泳
}

魚有很多種類，我們創(chuàng)建兩種魚：

public class GoldFish implements Fish{
    @Override
    public String swim() {
        return "金魚優(yōu)雅的游動";
    }
    public void beautiful(){
        System.out.println("金魚很漂亮");    //金魚特有的屬性
    }
}
//魚可殺不可辱，兄弟你可以釣我但你不能侮辱我是草魚
public class GrassFish implements Fish{
    @Override
    public String swim() {
        return "細(xì)紋獅子魚迅速的游動";
    }
    public void agile(){
        System.out.println("細(xì)紋獅子魚非常敏捷");    //細(xì)紋獅子魚特有的屬性
    }
}

好魚有了，下面我們來創(chuàng)建魚缸，魚缸也有不同材質(zhì)的，所以將魚缸定義為抽象類，并且創(chuàng)建抽象方法abstract String material()：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
    F fish;
    public FishTank() {
        show();
    }
    private void show(){
        System.out.println(material() + fish.swim());
    }
    abstract String material();
}

魚缸里要有魚，但是魚缸里又不一定會養(yǎng)什么魚，因此為魚缸添加了泛型<F extends Fish>，并聲明魚的變量F fish。

現(xiàn)在魚缸也有了，接下來我們買一個玻璃魚缸來養(yǎng)金魚：

//創(chuàng)建（買）一個玻璃魚缸，泛型傳入（養(yǎng)）金魚
public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    @Override
    public String material() {
        return "在玻璃魚缸里";
    }
}

將魚缸放進(jìn)屋子中，我們來看一看結(jié)果：

public class Room {
    public static void main(String[] args) {
        new GlassFishTank();
    }
}

發(fā)現(xiàn)崩潰了...

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
   at com.testapplication.FishTank.show(FishTank.java:10)
   at com.testapplication.FishTank.<init>(FishTank.java:6)
   at com.testapplication.GlassGoldFishTank.<init>(GlassGoldFishTank.java:3)
   at com.testapplication.Room.main(Room.java:13)

不慌，問題不大，原因很簡單，變量fish沒有實例化，實例化一下即可。但此時你會發(fā)現(xiàn)，無法在FishTank中實例化fish，因為變量fish的類型是泛型。嗯..問題也不大，創(chuàng)建一個負(fù)責(zé)實例化fish的抽象方法abstract void initFish()去交給子類實現(xiàn)即可：

    public abstract class FishTank<F extends Fish> {
        F fish;
        public FishTank() {
            initFish();
            show();
        }
        private void show(){
            System.out.println(material() + fish.swim());
        }
        abstract void initFish();
        abstract String material();
    }
    public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
        @Override
        public void initFish(){
            fish = new GoldFish();
        }
        @Override
        public String material() {
            return "在玻璃魚缸里";
        }
}

ok，再來試一下：

在玻璃魚缸里金魚優(yōu)雅的游動

我們還可以展示一下金魚特有的屬性：

public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    public GlassGoldFishTank() {
        fish.beautiful();
    }
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GoldFish();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃魚缸里";
    }
}

結(jié)果如下：

在玻璃魚缸里金魚優(yōu)雅的游動
金魚很漂亮

簡直完美，無敵~

過了兩天，你看金魚看夠了，又買了個玻璃魚缸，這次養(yǎng)的是草魚

//創(chuàng)建（買）一個玻璃魚缸，泛型傳入（養(yǎng)）細(xì)紋獅子魚
public class GlassGrassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    public GlassGrassFishTank() {
        fish.alige();
    }
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GrassFish();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃魚缸里";
    }
}
//放入屋子中:
public class Room {
    public static void main(String[] args) {
        new GlassGoldFishTank();
        new GlassGrassFishTank();
    }
}

試下效果：

在玻璃魚缸里金魚優(yōu)雅的游動
金魚很漂亮
在玻璃魚缸里細(xì)紋獅子魚迅速的游動
細(xì)紋獅子魚非常敏捷

完美~

又過兩天，你又看夠了，這回你買了個水晶魚缸來養(yǎng)金魚：

public class CrystalGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    ...
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GoldFish();
    }
    ...
}

又過兩天，你又看夠了，又買了個鉆石魚缸來養(yǎng)草魚：

public class DiamondGrassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
        ...
        @Override
        void initFish() {
            fish = new GrassFish();
        }
        ...
    }

一個問題

不知道你有沒有發(fā)現(xiàn)，每買一個魚缸，就要實現(xiàn)一下initFish()方法，但是這個方法里面的代碼功能是一樣的，每個魚缸的initFish()方法里面都是做的實例化fish的操作，只不過實例化的對象不同罷了。這就是典型的模板代碼，隨著魚缸越來越多，寫這些模板代碼浪費的時間也就越來越多。其實一開始崩潰的時候你的第一反應(yīng)就是在FishTank里面實例化fish，但是又發(fā)現(xiàn)fish是泛型類型，無法實例化，沒辦法只能通過抽象方法交給子類去實例化，也就產(chǎn)生了無用的模板代碼。

其實不光是這個例子，在實際開發(fā)中也會遇到這種情況，比如我們在封裝BaseActivity的時候，如果項目使用MVVM架構(gòu)，那么BaseActivity里就要持有ViewModel，因此就要給BaseActivity加上ViewModel的泛型：

public abstract class BaseActivity<VM extends BaseViewModel>{
    protected VM mViewModel;
    ...
}

ViewModel需要實例化，但是它的類型卻是個泛型，那一些經(jīng)驗不夠豐富的童鞋可能就不知道如何在BaseActivity中進(jìn)行實例化，就只能創(chuàng)建抽象方法abstract void initViewModel()在具體子類業(yè)務(wù)Activity中去進(jìn)行實例化，這就跟上面例子中的實例化fish一樣是模板代碼了。

如何解決

那到底有沒有辦法在基類中實例化泛型呢？答案是有的，就是使用Class類中的getGenericSuperclass()方法。這個方法的作用是獲取該類的帶有準(zhǔn)確泛型類型的父類，它與getSuperclass()方法的區(qū)別是getSuperclass方法返回的是寬泛的父類類型，不包含具體泛型信息。如果該類的父類不是參數(shù)化類型（即沒有泛型），那么這兩個方法的效果是一樣的。光說不容易理解，上代碼：

public class GlassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.P)
    public GlassFishTank() {
        //在構(gòu)造方法中打印兩個方法獲取到的類
        print(getClass().getGenericSuperclass().getTypeName());
        print(getClass().getSuperclass().getTypeName());
    }
}

運行結(jié)果：

com.testapplication.FishTank<com.testapplication.GrassFish>
com.testapplication.FishTank

可以看到，getGenericSuperclass方法獲取到了代碼運行時FishTank類的泛型的準(zhǔn)確類型，即GrassFish。既然知道了準(zhǔn)確的泛型類型了，那么就可以獲取到泛型的Class，獲取到了泛型的Class，自然就可以實例化了。話不多說，直接上代碼：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
    F fish;
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.P)
    public FishTank() {
        initFish();
    }
    private void initFish(){
        // ① 獲取該類的帶有準(zhǔn)確泛型類型的父類
        Type genericSuperclass = getClass().getGenericSuperclass();
        // ② 判斷父類是否是參數(shù)化類型。由于本例中父類必定是參數(shù)化類型，因此也可以去掉②③步，在①中直接聲明變量為ParameterizedType類型
        if (genericSuperclass instanceof ParameterizedType){
            // ③ 如果是參數(shù)化類型，就將genericSuperclass強(qiáng)轉(zhuǎn)為ParameterizedType
            ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
            // ④ 獲取泛型類型的Class對象數(shù)組。因為可能有多個泛型，所以返回的是數(shù)組
            Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            //本例中只有一個泛型，數(shù)組中只有一個元素，所以直接取數(shù)組的第一個元素即可
            Class<F> fishClass = (Class<F>) actualTypeArguments[0];
            try {
                // ⑤ 實例化fish變量
                fish = fishClass.newInstance();
                show();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void show(){
        print(material() + fish.swim());
    }
    abstract String material();
}

如此一來，實例化fish的代碼就只需在FishTank中寫一次，無需在每個魚缸中都實例化fish了，玻璃魚缸現(xiàn)在變成了這樣：

public class GlassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    public GlassFishTank() {
        fish.agile();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃魚缸里";
    }
}

試一下效果：

在玻璃魚缸里細(xì)紋獅子魚迅速的游動
細(xì)紋獅子魚非常敏捷

完美~

甚至還可以再簡潔一點，將魚特有的屬性也放入FishTank中：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
                ...
                try {
                    // ⑤ 實例化fish變量
                    fish = fishClass.newInstance();
                    show();
                    // ⑥ 獲取fish類中的所有方法并遍歷
                    Method[] methods = fishClass.getMethods();
                    for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
                        //如果該方法是fish類中的方法（為了過濾掉父類中的方法）并且返回值類型為viod（為了過濾掉swim方法），說明是不同種類的魚特有的屬性，就執(zhí)行該方法
                        if (methods[i].getDeclaringClass() == fishClass && methods[i].getReturnType() == void.class)
                            methods[i].invoke(fish);
                    }
                }
        private void show(){
            print(material() + fish.swim());
        }
        abstract String material();
    }

此時玻璃魚缸變成了這樣：

public class GlassFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃魚缸里";
    }
}

是不是非常簡潔了，想養(yǎng)其他魚只需修改一下泛型類型即可，完全不需要做其他任何操作。看一下執(zhí)行效果：

在玻璃魚缸里金魚優(yōu)雅的游動
金魚很漂亮

灰常完美~

我們也可以將這個技巧應(yīng)用到BaseActivity中，這樣就不用每個具體業(yè)務(wù)Activity中都要寫實例化ViewModel的模板代碼了，你的代碼是不是變得更優(yōu)雅了呢~

這只是一個小技巧，并不是什么很牛逼的技術(shù)，只不過上面幾個方法你可能平時很少用到或者根本沒用過，不知道有這幾個方法，當(dāng)然也就不知道可以這么實現(xiàn)了。所以我們在鉆研技術(shù)的深度時，也不要太忽視技術(shù)的廣度，畢竟地基打的牢，房子才能蓋的結(jié)實漂亮。

到此這篇關(guān)于Java使用泛型Class實現(xiàn)消除模板代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java泛型Class內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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