Java泛型理解

什么是泛型？

我们都知道 Java 中有形参和实参之分，是在定义函数名和函数体的时候使用的参数,目的是用来接收调用该函数时传入的参数，其本身没有确定的值。在调用函数时，实参将赋值给形参。

而泛型是一种参数化的类型（可以理解为类型形参），它允许在定义类、接口时通过一个「标识」表示类中某个属性的类型或者是某个方法的返回值或参数的类型。这个类型参数将在使用时(例如，继承或实现这个接口、创建对象或调用方法时)确定(即实际传入的类型参数，也称为类型实参)。好处是增强代码的安全性。

以 Java 中的集合为例，如果不指定泛型，那么传入集合中的元素就可以是任意类型的，这就可能带来一些问题，比如我取出集合中的某个元素后，可能要进行「类型转换」，但是如果不指定泛型，那么我是无法知道集合中的元素的什么类型的（默认是 Object 类型），就可能带来 ClassCastException 异常。

泛型的使用场景？

自定义通用返回结果 CommonResult<T> 通过参数 T 可根据具体的返回类型动态指定结果的数据类型
DAO 层、自定义的通用泛型方法
比较器（Comparable、Comparator）
...

泛型的使用方式有哪几种？

泛型一般有三种使用方式：泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型方法的一个例子：

java 复制代码

// 创建不同类型的数组：  
Integer[] intArray = {1, 2, 3};  
String[] stringArray = {"hello", "world"};  
printArray(intArray);  
printArray(stringArray);

public static <E> void printArray(E[] inputArray) {  
        for (E element : inputArray) {  
            System.out.printf("%s ", element);  
        }  
        System.out.println();  
}

个人认为使用泛型方法的好处有二：

允许方法传入多种类型的参数，提高了方法的可扩展性。
允许方法使用和类不同的泛型参数，比如上面的泛型方法使用的是 E，而该方法所在的类使用的可以是 T。

什么是泛型擦除？为什么要擦除？

泛型擦除就是指 Java 程序在编译期间所有的泛型信息都会被擦除，也就是「类型擦除」。

类型擦除的主要过程如下：1.将所有的泛型参数用其最左边界（最顶级的父类型）类型替换。2.移除所有的类型参数。

比如编译器会在编译期间将泛型 T 擦除为 Object 类型，或将 T extends xxx 擦除为其限定类型 xxx。

总结：泛型本质上还是「编译时行为」。为了保证引入泛型机制但不创建新的类型，减少 JVM 的运行开销，编译器会通过擦除将泛型类转换为一般类。

举个例子来证明泛型是「编译时行为」：

java 复制代码

List<Integer> list = new ArrayList<>();  
list.add(2);  
// 1. 编译期间直接添加与泛型参数类型不同元素会报错,因为有「泛型校验」
list.add("aa");  
// 2. 运行期间通过反射添加却是可以的
Class<? extends List> clazz = list.getClass();  
Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);  
add.invoke(list, "kl");  
System.out.println(list);

也正是由于泛型擦除的问题，下面的「方法重载会报错」：

java 复制代码

public static void test(List<String> list1) {  
    System.out.println(1);  
}  
  
public static void test(List<Integer> list1) {  
    System.out.println(1);  
}

因为擦除后大家都是 List 了，默认里面存的就是 Object 类型的元素。

通配符

由于如果泛型类型只能是固定的，在某些场景下使用起来不够灵活。

使用通配符可以解决泛型无法协变的问题。

协变指的就是如果 Child 是 Parent 的子类，那么List<Child> 也应该是List<Parent> 的子类，但是泛型是不支持的。

无界通配符

List<?> 和 List 有区别吗？当然有！

List<?> list 表示 list 是持有某种特定类型的 List，但是不知道具体是哪种类型。因此，我们添加元素进去的时候会报错。

List list 表示 list 是持有的元素的类型是 0bject，因此可以添加任何类型的对象，只不过编译器会有警告信息。

java 复制代码

List<?> list = new ArrayList<>( );
list.add（"sss"）；//报错
List list2 = new ArrayList<>();
list2. add（"sss"）；//警告信息

上/下边界通配符

在使用泛型的时候，我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制，如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

上边界通配符 extends 要求传入的类型实参必须是指定类型或其子类。

举个例子：

java 复制代码

// 限制必须是 Person 类或其子类
<? extends Person>

下边界通配符 super 则要求传入的类型实参必须是指定类型或其父类。

java 复制代码

// 限制必须是 Person 类或其父类
<? super Person>

使用 `<? extends xxx>` 和 `<? super extends xxx>` 需要注意的点

G<Father> 和 G<Son> 没有继承关系。

这块可能不太好理解，具体可以看宋红康老师 JavaSE 的视频。

泛型中的坑

1.当泛型遇到 catch

泛型的类型参数不能用在 Java 异常处理的 catch 语句中。因为异常处理是由 JVM 在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM 是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的

2.当泛型类内包含静态变量

java 复制代码

public class StaticTest{
    public static void main(String[] args){
        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();
        gti.var=1;
        GT<String> gts = new GT<String>();
        gts.var=2;
        System.out.println(gti.var);
    }
}
class GT<T>{
    public static int var=0;
    public void nothing(T x){}
}

以上代码输出结果为：2！

由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，它们的静态变量是共享的。

什么是泛型？

泛型的使用场景？

泛型的使用方式有哪几种？

什么是泛型擦除？为什么要擦除？

通配符

无界通配符

上/下边界通配符

使用 <? extends xxx> 和 <? super extends xxx> 需要注意的点

泛型中的坑

使用 `<? extends xxx>` 和 `<? super extends xxx>` 需要注意的点