目录
- [Java 泛型核心知识总结](#Java 泛型核心知识总结)
-
- 泛型
- 通配符
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- 什么是通配符?有什么作用?
- [通配符 ? 和常用的泛型 T 之间有什么区别?](#通配符 ? 和常用的泛型 T 之间有什么区别?)
- 介绍一下常用的通配符?
- 学习参考
Java 泛型核心知识总结
泛型
什么是泛型?有什么用?
Java 泛型(Generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性,它提供了一种类型安全的编程机制 ,可以在编译时检查类型错误,避免了在运行时出现类型转换异常的情况。它可以使程序员在编写代码时指定类型参数,从而使得代码更加灵活和可重用。
比如 ArrayList<Persion> persons = new ArrayListPersion>()
这行代码就指明了该 ArrayList
对象只能传入 Persion
对象,如果传入其他类型的对象就会报错。
类型参数 T
是一种占位符类型,用于表示实际的类型。
一般在哪定义?
Java 泛型可以用于类、接口和方法的定义中。
三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法。
使用泛型有什么好处?
简单来说,使用泛型参数,可以增强代码的可读性以及稳定性。
使用泛型可以带来许多好处,比如:
- 类型安全:Java 泛型可以在编译时检查类型错误,避免了在运行时出现类型转换异常的情况。
- 代码重用:泛型可以使代码更加通用和模块化,可以重用在不同的场景中。
- 更好的性能:泛型可以避免不必要的类型转换和装箱操作,从而提高代码的性能。
泛型的实现方式?
泛型主要通过以下两种方式来实现:参数化类型和通配符类型。
泛型有哪些限制?为什么?
- 泛型参数
<T>
不能是基本类型,例如int
,因为实际类型是Object
,Object
类型无法持有基本类型。 - 无法取得带泛型的
Class
。(getClass()
) - 无法判断带泛型的类型 。因为擦除后为
object
类型,object
无法使用>
进行比较。 - 不能实例化泛型参数的数组。因为擦除后为
object
后无法进行类型判断。 - 不能实现两个不同泛型参数的同一接口,擦除后多个父类的桥方法将冲突。
- 不能使用
static
修饰泛型变量。 - 泛型数组的限制:Java 泛型数组的创建和使用受到一些限制,例如无法创建泛型数组、无法向泛型数组中添加元素等。
项目中哪里用到了泛型?
比如:
- 自定义接口通用返回结果类
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。 - 定义
Excel
处理类ExcelUtil<T>
用于动态指定Excel
导出的数据类型。 - 构建集合工具类(参考
Collections
中的sort
,binarySearch
方法)。
什么是类型擦除?
类型擦除是指在 Java 编译器将泛型代码编译成字节码时,会将泛型类型擦除,替换为实际的类型或者 Object
类型,从而使得泛型类型在运行时不存在。
注意:是【实际的类型】或者 【Object
】类型。
为什么要擦除?
这是因为 Java 虚拟机并不支持泛型,所以需要在编译期对泛型进行擦除,将泛型代码转换为普通的 Java 类型。
比如:
泛型类型没有定义类型参数的限定类型的情况:
java
class MyList<T> { ... }
对于上面的 MyList<T>
类,实际上编译器会将其擦除成如下形式:
java
class MyList {
...
}
在运行时,我们无法获取泛型类型的类型参数,例如 无法获取 MyList<String>
和 MyList<Integer>
的类型参数,它们都被擦除为 MyList 类型。
什么是桥方法?
桥方法(Bridge Method)是 Java 泛型类型擦除机制的一种补偿措施。它是指在泛型类或泛型接口中,由编译器自动生成的一个方法,用于在类型擦除后保持多态性。
具体说明:
在 Java 泛型中,由于类型擦除机制的存在,导致在某些情况下,泛型类型的继承关系会被破坏。
例如下面的代码:
java
public class MyList<T> {
...
public void add(T element) {
...
}
}
假设我们定义了一个子类:
java
public class MyStringList extends MyList<String> {
...
}
由于类型擦除机制的存在,MyStringList
类实际上是继承自 MyList
类的原始类型,而不是继承自 MyList<String>
类型。
因此,如果我们在 MyStringList
类中定义一个重写 add()
方法的话,会出现编译错误:
java
public class MyStringList extends MyList<String> {
...
@Override
public void add(String element) {
...
}
}
这是因为 Java 编译器会将 MyStringList
类中的 add()
方法擦除成如下形式:
java
public void add(Object element) {
...
}
这个方法的参数类型是 Object
,与 MyList<String>
中的 add
方法的参数类型不同,因此编译器会报错。
为了解决这个问题,Java 编译器会在 MyStringList 类中自动生成一个桥方法,用于在类型擦除后保持多态性:
java
public class MyStringList extends MyList<String> {
...
@Override
public void add(Object element) {
add((String) element);
}
public void add(String element) {
...
}
}
在上面的代码中,编译器会自动生成一个桥方法 add(Object element)
,它会调用原始方法 add(String element)
,从而保持多态性。
通配符
什么是通配符?有什么作用?
泛型类型是固定的,某些场景下使用起来不太灵活,于是,通配符就来了!
通配符可以允许类型参数变化,用来解决泛型无法协变的问题。
举个例子:
Java
// 限制类型为 Person 的子类
<? extends Person>
// 限制类型为 Manager 的父类3
<? super Manager>
通配符 ? 和常用的泛型 T 之间有什么区别?
T
可以用于声明变量或常量,而?
不行。T
一般用于声明泛型类或方法,通配符?
一般用于泛型方法的调用代码和形参。T
在编译期 会被擦除为限定(实际)类型或object
,通配符用于捕获具体类型。
擦除为限定(实际)类型是什么意思?
1、如果泛型类型定义了类型参数的限定类型,例如:
java
class MyList<T extends Number> {
private T[] elements;
public void add(T element) { ... }
public T get(int index) { ... }
}
那么在编译时,编译器会将类型参数 T
擦除为其限定类型 Number
,例如:
java
class MyList {
private Number[] elements;
public void add(Number element) { ... }
public Number get(int index) { ... }
}
因此,在运行时,无法获取泛型类型的类型参数 T
,而只能获取其限定类型 Number
。
2、如果泛型类型没有定义类型参数的限定类型,例如:
java
class MyList<T> {
private T[] elements;
public void add(T element) { ... }
public T get(int index) { ... }
}
那么在编译时,编译器会将类型参数 T
擦除为 Object
类型,例如:
java
class MyList {
private Object[] elements;
public void add(Object element) { ... }
public Object get(int index) { ... }
}
因此,在运行时,无法获取泛型类型的类型参数 T
,而只能获取其擦除后的类型 Object
。
介绍一下常用的通配符?
常用的通配符有三种:
<? extends T>
:上边界通配符extends
,表示该泛型必须是 T 的子类(包括 T 本身),用于限定泛型的上界。<? super Integer>
:下边界通配符super
,表示该泛型必须是 T 的父类(包括 T 本身),用于限定泛型的下界。<?>
:无限定通配符?
,表示任意类型,用于表示不确定的类型参数。无限定通配符<?>
很少使用,可以用<T>
替换,同时它是所有<T>
类型的父类。