一 什么是泛型Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型简单理解就是:泛型指定编译时的类型,减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常。
其主要用途是提高我们的代码的复用率我们Java标准库中的ArrayList就是泛型使用的典型应用:publicclassArrayList extendsAbstractList implements
List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ ...... publicArrayList(Collection c)
{ elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData= Arrays.copyOf(elementData, size, Object[]
.class); } else { // replace with empty array.this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } }
publicvoidsort(Comparator c){ finalint expectedModCount = modCount; Arrays.sort((E[]) elementData,
0, size, c); if (modCount != expectedModCount) { thrownew ConcurrentModificationException(); } modCount++; } .....
public E get(int index){ rangeCheck(index); return elementData(index); } public
booleanadd(E e){ ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e;
returntrue; } }源码中,ArrayList中的E称为类型参数变量,而整个ArrayList我们称为泛型类型 我们可以指定除基本类型之外的任何类型,如:ArrayList。
源码中Collection 中? 通配符类型表示类型的上界,表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类源码中Comparator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Object二 extends和super通配符在定义泛型类型Generic的时候,也可以使用extends通配符来限定
T的类型:publicclassGeneric { ... }现在,我们只能定义:Genericp1=null;Genericp2=new
Generic<>(1,2);Genericp3=null;因为Number、Integer和Double都符合非Number类型将无法通过编译:Generic<
String> p1 = null; // compile error! Generic p2 = null; // compile error!因为String、Object都不符合
,因为它们不是Number类型或Number的子类我们看一个例子:publicclassTest{ staticclassFood{ } staticclassFruitextends
Food{ } staticclassAppleextendsFruit{ } staticclassOrangeextendsFruit{ } public
void testExtend() { List list = new ArrayList(); //无法安全添加任何具有实际意义的元素,报错,extends为上界通配符,只能取值,不能放.
//因为Fruit的子类不只有Apple还有Orange,这里不能确定具体的泛型到底是Apple还是Orange,所以放入任何一种类型都会报错//list.add(new Apple());//list.add(new Orange());
//可以添加null,因为null可以表示任何类型list.add(null); //可以正常获取,用java多态 Food foot = list.get(0); Apple apple = (Apple)
list.get(0); } public void testSuper() { List list = new ArrayList();
//super为下界通配符,可以存放元素,但是也只能存放当前类或者子类的实例,以当前的例子来讲,list.add(new Fruit()); list.add(new Apple());
//无法确定Fruit的父类是否只有Food一个(Object是超级父类)//因此放入Food的实例编译不通过,只能放自己的实例 或者根据java多态的特性放子类实例//list.add(new Food());
//List list2 = new ArrayList();//Fruit fruit = list.get(0); //不能确定返回类型 } }
在testExtend方法中,因为泛型中用的是extends,在向list中存放元素的时候,我们并不能确定List中的元素的具体类型,即可能是Apple也可能是Orange因此调用add方法时,不论传入。
new Apple()还是new Orange(),都会出现编译错误理解了extends之后,再看super就很容易理解了,即我们不能确定testSuper方法的参数中的泛型是Fruit的哪个父类,因此在调用get方法时只能返回Object类型。
结合extends可见,在获取泛型元素时,使用extends获取到的是泛型中的上边界的类型(本例子中为Fruit),范围更小总结:在使用泛型时,存取元素时用super获取元素时,用extends有了上面的结论我们看下Java标准库的。
Collections类定义的copy()方法,这个copy()方法的定义就完美地展示了extends和super的意图:copy()方法内部不会读取dest,因为不能调用dest.get()来获取T的引用;
copy()方法内部也不会修改src,因为不能调用src.add(T)publicclassCollections { // 把src的每个元素复制到dest中:publicstatic 。
voidcopy(List dest, List src) { for (int i=0; i
get(i); dest.add(t); } } }三 泛型擦除Java的泛型是伪泛型,这是因为Java在编译期间,所有的泛型信息都会被擦掉,正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除。
Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的,在生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的,使用泛型的时候加上类型参数,在编译器编译的时候会去掉,这个过程成为类型擦除我们看一个示例:publicclass
Test2 { publicstaticvoidmain(String[] args) { Map map = new HashMap<>(); Animal animal =
new Animal(); animal.setVegetarian(true); animal.setEats("fish"); map.put("cat"
, animal); String json = new Gson().toJson(map); System.out.println(json); Map jsonToMap = fromJson(json); System.
out.println(jsonToMap); Animal animal1 = jsonToMap.get("cat"); System.out.println(animal1.getEats()); }
publicstatic T fromJson(String str) { returnnew Gson().fromJson(str, new TypeToken() { }.getType()); } }
上的代码运行会提示如下异常:Exceptioninthread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap
cannotbecasttocom.uaf.rabbitmq.producer.Animalatcom.uaf.rabbitmq.producer.Test2.main(Test2.java:30)异常原因主要是这句:
new Gson().fromJson(str, new TypeToken() {}.getType());这句在实际执行的时候,List中的T并未传入实际的泛型参数,导致Gson按照LinkedTreeMap
来解析JSON,以致发生了错误;这就是一个在编译期泛型类型擦除所导致的问题;解决这个问题我们需要修改fromJson方法publicclass Test2 { publicstaticvoid
main(String[] args) { Map map = new HashMap<>(); Animal animal = new
Animal(); animal.setVegetarian(true); animal.setEats("fish"); map.put("cat", animal);
String json = new Gson().toJson(map); System.out.println(json); Map jsonToMap = fromJson(json,
new TypeToken() {}.getType()); System.out.println(jsonToMap); Animal animal1 = jsonToMap.get(
"cat"); System.out.println(animal1.getEats()); } publicstatic T fromJson(String
str, Type type) { returnnew Gson().fromJson(str, type); } }在Gson中提供了TypeToken解决泛型运行时类型擦除问题,
TypeToken 这个类来帮助我们捕获像Map这样的泛型信息上文创建了一个匿名内部类,这样Java编译器就会把泛型信息编译到这个匿名内部类里,然后在运行时就可以被getType()方法用反射API提取到。
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