Java泛型基础知识笔记:泛型定义模板的意义、泛型的擦拭法、extends和super通配符区别、PESC原则
一、什么是泛型
1、ArrayList 误转型的案例。为了解决新的问题,我们必须把ArrayList
变成一种模板:ArrayList<T>
,代码如下:
public class ArrayList<T> {
private T[] array;
private int size;
public void add(T e) {...}
public void remove(int index) {...}
public T get(int index) {...}
}
T
可以是任何class。这样我们就实现了:编写一次模版,可以创建任意类型的ArrayList
:
// 创建可以存储String的ArrayList:
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
// 创建可以存储Float的ArrayList:
ArrayList<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
// 创建可以存储Person的ArrayList:
ArrayList<Person> personList = new ArrayList<Person>();
2、因此,泛型就是定义一种模板,例如ArrayList<T>
,然后在代码中为用到的类创建对应的ArrayList<类型>
,由编译器针对类型作检查。
这样既实现了编写一次,万能匹配,又通过编译器保证了类型安全:这就是泛型。
3、小结:
泛型就是编写模板代码来适应任意类型;
泛型的好处是使用时不必对类型进行强制转换,它通过编译器对类型进行检查;
注意泛型的继承关系:可以把ArrayList<Integer>
向上转型为List<Integer>
(T
不能变!),但不能把ArrayList<Integer>
向上转型为ArrayList<Number>
(T
不能变成父类)。(注重 T 不能变)
二、使用泛型
1、使用泛型时,把泛型参数<T>
替换为需要的class类型,例如:ArrayList<String>
,ArrayList<Number>
等;
2、可以省略编译器能自动推断出的类型,例如:List<String> list = new ArrayList<>();
;
3、不指定泛型参数类型时,编译器会给出警告,且只能将<T>
视为Object
类型;
4、可以在接口中定义泛型类型,实现此接口的类必须实现正确的泛型类型。
三、泛型的擦拭法
1、泛型是一种类似”模板代码“的技术,不同语言的泛型实现方式不一定相同。Java语言的泛型实现方式是擦拭法(Type Erasure)。所谓擦拭法是指,虚拟机对泛型其实一无所知,所有的工作都是编译器做的。
Java的泛型是由编译器在编译时实行的,编译器内部永远把所有类型T
视为Object
处理,但是,在需要转型的时候,编译器会根据T
的类型自动为我们实行安全地强制转型。
2、Java的泛型是采用擦拭法实现的;擦拭法决定了泛型<T> 的局限性
:
- 不能是基本类型,例如:
int
; - 不能获取带泛型类型的
Class
,例如:Pair<String>.class
; - 不能判断带泛型类型的类型,例如:
x instanceof Pair<String>
; - 不能实例化
T
类型,例如:new T()
。
3、泛型方法要防止重复定义方法,例如:public boolean equals(T obj)
;
4、子类可以获取父类的泛型类型<T>
。
四、泛型的extends通配符和super通配符
1、使用类似<? extends Number>
通配符作为方法参数时表示:
-
方法内部可以调用获取
Number
引用的方法,例如:Number n = obj.getFirst();
; -
方法内部无法调用传入
Number
引用的方法(null
除外),例如:obj.setFirst(Number n);
。
即一句话总结:使用extends
通配符表示可以读,不能写。
2、使用类似<T extends Number>
定义泛型类时表示:限定子类
- 泛型类型限定为
Number
以及Number
的子类。
3、使用类似<? super Integer>
通配符作为方法参数时表示:
-
方法内部可以调用传入
Integer
引用的方法,例如:obj.setFirst(Integer n);
; -
方法内部无法调用获取
Integer
引用的方法(Object
除外),例如:Integer n = obj.getFirst();
。
即使用super
通配符表示只能写不能读。
4、使用extends
和super
通配符要遵循PECS原则。
5、无限定通配符<?>
很少使用,可以用<T>
替换,同时它是所有<T>
类型的超类。
6、PECS原则 —— 何时使用extends
,何时使用super
?
为了便于记忆,我们可以用PECS原则:Producer Extends Consumer Super。
即:如果需要返回T
,它是生产者(Producer),要使用extends
通配符;如果需要写入T
,它是消费者(Consumer),要使用super
通配符。
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