java泛型是对Java语言的类型系统的一种扩展,泛型的本质就是将所操作的数据类型参数化。下面我会由浅入深地介绍Java的泛型。
一:泛型出现的背景
在java代码里,你会经常发现类似下边的代码:
public class Test { public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList(); list.add("hah"); //list.add(new Test()); // list.add(1); for (Object object : list) { String s1 = (String)object; //.....如果是你你该如何拿出list的值,如果list中放着上边的不同类型的东西。无解 } } }
编码的时候,不加泛型是可以的,但是 你从容器中拿出来的时候必须强制类型转换,第一是多敲很多代码,第二极容易发生类型转换错误,这个运行时异常 比如你把上边
注释的代码放开,程序在获取容器的地方就会报运行时异常 ClassCasrException
Java语言的设计者引入了泛型,暂时先不追究它内在是怎么实现的。只需要知道,如果我们像下边这么写,我们就不需要强制类型转换。我们也不需要担心运行是异常了。
List<String> newList = new ArrayList<String>(); newList.add("hhe"); newList.add("123"); String s1 = newList.get(0);//不需要强制类型转换,因为我加了泛型,我就认为它里边一定都是String
二: 泛型的语法使用
1:使用具体的泛型类型: 尖括号内带有具体的类型。可以限定这个Map的key和value只能是字符串
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); map.put("key","value"); String value = map.get("key")
从面向对象的角度看,使用对象的时候,泛型内传入的具体的类型。声明的时候采用尖括号内加占位符的形式,比如这是HashMap的源码
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{ ... public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) { this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1, DEFAULT_INITIAL_CAPACITY), DEFAULT_LOAD_FACTOR); putAllForCreate(m); } ... public V remove(Object key) { Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key); return (e == null ? null : e.value); } }
2:方法声明的时候 : public <T> T getValue(){...}
在上边的代码中,我们可以看到在类上如何定义泛型,也看到了类上定义的占位符在类的普通方法上可以直接使用。但是如果想在静态方法上定义泛型,这需要单独的处理 。下面我们单独对方法上如何定义
和使用泛型进行介绍(注意:方法上是否定义泛型和类上是否定义没有必然的联系)
比如Web项目中,泛型是修饰类型的,在方法上,一般就是返回值和参数列表
- 返回值类型:可以定义为List<String>等形式,但是实际开发中,一般都是不知道具体类型,定义形式如下 <T> List<T> test(T t){...} ,前边的<T>可以理解为泛型的声明,你只有声明了T,你才可以在 方法中用到T,这一具体的类型, List<T>是具体的返回值类型。
- 方法传参: 可以用占位符限定的容器 比如 List<T>,或者直接是占位符 T
public class BaseServiceImpl implements BaseService { protected <T> List<T> calcPage(String hql, PageContext pageContext, Object... params) { int total = getDataTotalNum(hql, params); pageContext.setTotal(total); List<T> list = (List<T>) getPageDataByHQL(hql, pageContext.getRows(), pageContext.getPage(), pageContext.getTotal(), params); return list; } @Override @Sync public void deleteBatchVO(final List<?> dataList) throws ServiceException { baseDAO.deleteBatchVO(dataList); } @Override public List<?> getPageDataByHQL(final String hql, final Map<String, Object> filter) throws ServiceException { return baseDAO.getPageDataByHQL(hql, filter); } }
简单的例子:
public <T> T TestG(T t){ return t; }
方法定义的时候,泛型是这样设计,在使用的时候,代码如下:
List<TaclUserinfo> list = calcPage(hqluser1.toString(), pageContext, taclRole.getRoleid(), taclRole.getTenantId()); //返回值类型 是<T>List<T>的,j接收的时候,我直接用List<具体类>
3 :类或者接口使用泛型 interface Collection<V> {..}
上边的HashMap代码中,也看到了在类上使用泛型的具体例子。在真正的项目上,一些基础的公共类经常定义泛型,如下:
1 public interface GenericDao<T, ID extends Serializable> { 2 3 public abstract void saveOrUpdate(T t) throws DataAccessException; 4 5 public abstract T get(ID id) throws DataAccessException; 6 7 public abstract List<T> query(String queryString) throws DataAccessException; 8 9 public abstract Serializable save(T t) throws DataAccessException; 10 11 public abstract void saveOrUpdateAll(Collection<T> entities) throws DataAccessException; 12 13 public abstract List<T> loadAll() throws DataAccessException; 14 15 public abstract void merge(T t) throws DataAccessException; 16 17 }
接口的实现类: 传入参数为T,实现类中也可以继续用T,返回为T也可以用T;实现的时候 可以用 extends限定泛型的边界。
public abstract class GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> extends HibernateDaoSupport implements GenericDao<T, ID> { public void merge(T t) throws DataAccessException { TenantInterceptor.setTenantInfoToEntity(t); getHibernateTemplate().merge(t); } public T get(ID id) throws DataAccessException { // getHibernateTemplate().setCacheQueries(true); T load = (T) getHibernateTemplate().get(getEntityClass(), id); return load; } }
具体使用的时候:
public class UserDao extends GenericDaoImpl<User, Serializable> { ...//比如get() merge()这些方法不需要在单独编写,直接调用 }
4: 声明带边界的泛型 class userDao<T extends BaseEntity>
Java中泛型在运行期是不可见的,会被擦除为它的上级类型。如果你是无界的泛型参数类型,就会被替换为Object.
public class RedColored<T extends Color> { public T t; public void color(){ t.getColor();//T的边界是Color,所以可以调用getColor(),否则会编译报错 } } abstract class Color{ abstract void getColor(); }
类似这样的定义形式:GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> ,java重载了extends,标注T的边界就是BaseEntity。如果需求是继承基类,那么边界定义在子类上
类似
class Colored2<T extends Color> extends RedColor<T>
5:用于通配符 <?>
参考于( Java 通配符解惑 )泛型类型的子类型的不相关性。比如 现在List<Cat>并不是List<Anilmal>是两种不同的类型
;且无继承
关系 。那么,我们像想要传入的参数既可能是List<Cat>
也有可能是List<Annimal>
public class AnimalTrainer { public void act(List<? extends Animal> list) { //备注:如果用 List<Animal> 作为形参列表,是无法传入List<Cat>for (Animal animal : list) { animal.eat(); } } }
act(List<? extends Animal> list),当中“?”就是通配符,而“? extends Animal”则表示通配符“?”的上界为Animal,换句话说就是,“? extends Animal”可以代表Animal或其子类,可代表不了Animal的父类(如Object),因为通配符的上界是Animal。
所以,泛型内是不存在父子关系,但是利用通配符可以产生类似的效果:
假设给定的泛型类型为G,(如List<E>中的List),两个具体的泛型参数X、Y,当中Y是X的子类(如上的Animal和Cat))
- G<? extends Y> 是 G<? extends X>的子类型(如List<? extends Cat> 是 List<? extends Animal>的子类型)。
- G<X> 是 G<? extends X>的子类型(如List<Animal> 是 List<? extends Animal>的子类型)
- G<?> 与 G<? extends Object>等同,如List<?> 与List<? extends Objext>等同
三: 泛型可以用到那些地方
泛型可以用到容器,方法,接口,内部类,抽象类
四: Java中泛型独特之处
泛型是Java1.5之后才引入的,为了兼容。Java采用了C++完全不同的实现思想。Java中的泛型更多的看起来像是编译期用的,比如我定义一个使用泛型的demo
我在查看它的class文件时,发现class文件并没有任何泛型信息。
Java会在编辑期把泛型擦除掉
在JAVA的虚拟机中并不存在泛型,泛型只是为了完善java体系,增加程序员编程的便捷性以及安全性而创建的一种机制,在JAVA虚拟机中对应泛型的都是确定的类型,在编写泛型代码后,java虚拟中会把这些泛型参数类型都擦除,用相应的确定类型来代替,代替的这一动作叫做类型擦除,而用于替代的类型称为原始类型,在类型擦除过程中,一般使用第一个限定的类型来替换,若无限定,则使用Object.
擦除的原理以及边界
关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息,并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。
可以参考Java泛型-类型擦除。 运行期编译期会去掉泛型信息,转换为左边界,在调用的地方添加类型转换。
泛型擦除肯可能导致的问题
用泛型不可以区分方法签名
public void test(List<String> ls){ System.out.println("Sting"); } public void test(List<Integer> li){ System.out.println("Integer"); } //这回报错,编译期无法区分这两个方法
泛型类的静态变量是共享
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){} }
五: 泛型中特殊使用
java中的泛型不只是上述说的内容,还有一些特殊的地方,如果这些地方也用泛型该怎么设计。比如说“动态类型”,“潜在类型”,“异常”
程序如果运行时需要类型信息
就在调用的地方传入类型信息
异常中使用泛型
不能抛出也不能捕获泛型类的对象。事实上,泛型类扩展Throwable都不合法,因为泛型信息会被擦除,相当于catch两个相同的异常,是不可以的
数组与泛型
不能声明参数化类型的数组, 数组可以记住自己的元素类型,不能建立一个泛型数组。(当然 你如果用反射还是可以创建的,用Array.newInstance。这里说不能建是不能用普通方法)
泛型的一些其他细节:
1.基本类型无法作为类型参数即ArrayList<int>这样的代码是不允许的,如果为我们想要使用必须使用基本类型对应的包装器类型ArrayList<Integer>
2.在泛型代码内部,无法获得任何有关泛型参数类型的信息换句话说,如果传入的类型参数为T,即你在泛型代码内部你不知道T有什么方法,属性,关于T的一切信息都丢失了(类型信息,博文后续)。
3.注,在能够使用泛型方法的时候,尽量避免使整个类泛化。
六:简单概括
虚拟机中没有泛型,只有普通类和普通方法
所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除
创建泛型对象时请指明类型,让编译器尽早的做参数检查
要忽略编译器的警告信息,那意味着潜在的ClassCastException等着你。