【什么是泛型,有什么好处】

✅什么是泛型,有什么好处

✅典型回答

Java泛型(generics)是JDK 5中引入的一个新特性,允许在定义类和接口的时候使用类型参数(typeparameter)。声明的类型参数在使用时用具体的类型来替换。泛型最主要的应用是在JDK 5中的新集合类框架中。

泛型的好处有两个:

1、方便: 可以提高代码的复用性。以List接口为例,我们可以将String、Integer等类型放入List中,如不用泛型,存放String类型要写一个List接口,存放Integer要写另外一个List接口,泛型可以很好的解决这个问题。

2、安全: 在泛型出之前,通过Object实现的类型转换需要在运行时检查,如果类型转换出错,程序直接GG,可能会带来毁灭性打击。而泛型的作用就是在编译时做类型检查,这无疑增加程序的安全性。

✅泛型是如何实现的

Java中的泛型通过类型擦除的方式来实现,通俗点理解,就是通过语法糖的形式,在java->.class转换的阶段,将List擦除调转为List的手段。换句话说,Java的泛型只在编译期,Jm是不会感知到泛型的。

✅什么是类型擦除?

类型擦除是Java在处理泛型的一种方式,如Java的编译器在编译以下代码时:

java 复制代码
public class Foo<T> {
	T bar;
	void doSth(T param) {
		
	}
};
Foo<String> f1;
Foo<Integer> f2;

在编译后的字节码文件中,会把泛型的信息擦除掉:

java 复制代码
public class Foo {
	Object bar;
	void dosth(Object param) {
	}
};

也就是说,在代码中的Foo 和 Foo使用的类,经过编译后都是同一个类。

所以说泛型技术实际上是Java语言的一颗语法糖,因为泛型经过编译器处理之后就被擦除了。

这种擦除的过程,被称之为一类型擦除。所以类型擦除指的是通过类型参数合并,将泛型类型实例关联到同一份字节码上。编译器只为泛型类型生成一份字节码,并将其实例关联到这份字节码上。类型擦除的关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息,并且在必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。

类型擦除可以简单的理解为将泛型iava代码转换为普通iava代码,只不过编译器更直接点,将泛型iava代码直接转换成普通iava字节码。

📝C语言对泛型的支持

泛型是一种编程范式,在不同的语言和编译器中的实现和支持方式都不一样。

通常情况下,一个编译器处理泛型有多种方式,在C++中,当编译器对以下代码编译时。

java 复制代码
template <typename T> struct Foo {
	T bar;
	void doSth(T param) {
		
	}
};

Foo<int> f1;
Foo<float> f2;

当编译器对其进行编译时,编译器发现要用到Foo和Foo,这时候就会为每一人泛型类新生成一份执行代码。相当于新创建了如下两个类:

java 复制代码
struct FooInt {
	int bar;
	void doSth(int param) {
	}
};

struct FooFloat {
	float bar;
	void doSth(float param) {
	}
};

这种做法,用起来的时候很方便,只需要根据具体类型找到具体的的类和方法就行了。但是问题是,当我们多次使用不同类型的模板时,就会创建出来的很多新的类,就会导致代码膨胀。

📝泛型擦除的缺点有哪些?

1.泛型不可以重载

2.泛型异常类不可以多次catch

3.泛型类中的静态变量也只有一份,不会有多份。

✅对泛型通配符的理解

📝泛型中上下界限定符 extends 和 super 有什么区别?

<? extends T>表示类型的上界,表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类。

java 复制代码
// 定义一个泛型方法,接受任何继承自Number的类型
public <T extends Number> void processlumber(T number) {
	// 在这个方法中,可以安全地调用Number的方法
	double value = number .doubleValue( );
	// 其他操作...
}

<? super T> 表示类型下界 (Java Core中叫超类型限定),表示参数化类型是此类型的超类型 (父类型),直至Obiect

java 复制代码
//定义一个泛型方法,接受任何类型的List,并向其中添加元素
public <T> void addElements(List<? super T> list, T element) {
	list.add(element);
	// 其他操作...
}

在使用限定通配符的时候,需要遵守PECS原则,即producer Extends,Consumer Super; 上界生产,下界消费。

如果要从集合中读取类型T的数据,并目不能写入,可以使用 ? extends 通配符;(Producer Extends),如上面的processNumber方法。

使用extends 的时候是可读取不可写入,那为什么叫上界生产呢?

答:因为这个消费者/生产者描述的<集合>,当我们从集合读取的时候,集合是生产者。

如果既要存又要取,那么就不需要使用任何的通配符。

✅List<?>,List,List之间的区别?

1、List<?>是一个末知类型的List,而List < object> 其实是任意类型的List。可以把List< String>,List< Integer>赋值给List<?>,却不能把List< String>赋值给 List< Object>。

2、可以把任何带参数的类型传递给原始类型List,但却不能把List< String>赋值给List< Obiect>,因为会产生编译错误(不支持协变)

✅在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象

通过反射可以实现:

java 复制代码
public void test() throws Exception {
	ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
	Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
	method.invoke(list,"Java反射机制实例");
	System.out.println(list.get(0));
}

✅对数组协变和泛型非协变的理解

所胃协变,可以简单理解为因为Object是String的父类,所以Object1同样是Stringl的父类,这种情况Java是允许的;但是对于泛型来说,List< Obiect>和List< String>半毛钱关系都没有

为什么要这样设计呢,如果泛型允许协变(实际上以下代码第一步就会编译失败),考虑如下例子:

java 复制代码
List<Object> a = new List<String>();
a.add(1); // 允许协变,可以装进来
String s = a.get(0); // 编译报错

但是,为什么泛型不允许协变,而数组允许协变呢? 原因有二 :

1 . 因为数组设计之初没有泛型,为了兼容考虑,如 Arrays.equals(object[],object[]) 方法,是时代无奈的产物

2 . 数组也属于对象,它记录了引用实际的类型,再放入数组的时候,如果类型不一样就会报错,而不是等到拿出来的时候才发现问题,相对来说安全一些。

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