Java泛型知识点有哪些

本篇内容介绍了“Java泛型知识点有哪些”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

 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：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {               ......      public ArrayList(Collection<? extends E> 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<? super E> 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。

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：

public class Generic<T extends Number> { ... }

现在，我们只能定义：

Generic<Number> p1 = null; Generic<Integer> p2 = new Generic<>(1, 2); Generic<Double> p3 = 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<Object> 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：

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<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();          //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<? super Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();          //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<? super Fruit> list2 = new ArrayList<Apple>();         //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)。

public class Collections {     // 把src的每个元素复制到dest中:     public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {         for (int i=0; i<src.size(); i++) {             T t = src.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：

public class Test2 {      public static void main(String[] args) {         Map<String, Animal> 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<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json);         System.out.println(jsonToMap);          Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");         System.out.println(animal1.getEats());     }      public static <T> T fromJson(String str) {         return new Gson().fromJson(str, new TypeToken<T>() {         }.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<String, Animal> 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<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json,          new TypeToken<Map<String, Animal>>() {}.getType());         System.out.println(jsonToMap);          Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");         System.out.println(animal1.getEats());      }      public static <T> 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。

“Java泛型知识点有哪些”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！