| 导读 | 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。 |
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：
public class ArrayListextends AbstractList implements List , RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable { ...... public ArrayList(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; } } public void sort(Comparator c) { final int expectedModCount = modCount; Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c); if (modCount != expectedModCount) { throw new ConcurrentModificationException(); } modCount++; } ..... public E get(int index) { rangeCheck(index); return elementData(index); } public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; } }
- 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。
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：
public class Generic{ ... }
现在，我们只能定义：
Genericp1 = null; Generic p2 = new Generic<>(1, 2); Generic p3 = null;
因为Number、Integer和Double都符合。
非Number类型将无法通过编译：
Genericp1 = null; // compile error! Generic
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：
public class Test {
static class Food {
}
static class Fruit extends Food {
}
static class Apple extends Fruit {
}
static class Orange extends Fruit {
}
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。
- 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)。
public class Collections {
// 把src的每个元素复制到dest中:
public static void copy(List dest, List src) {
for (int i=0; i
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：
public class Test2 {
public static void 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);
System.out.println(jsonToMap);
Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
System.out.println(animal1.getEats());
}
public static T fromJson(String str) {
return new Gson().fromJson(str, new TypeToken () {
}.getType());
}
}
上的代码运行会提示如下异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.uaf.rabbitmq.producer.Animal
at com.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
public class Test2 {
public static void 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());
}
public static T fromJson(String str, Type type) {
return new 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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本文地址：//q13zd.cn/java-generics-knowledge.html编辑：KSJXAXOAS，审核员：逄增宝
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