[Java知识库]浅析Java中的泛型

hello ！大家好！

今天的主题就是：泛型。在使用集合类时，大家就已经接触到泛型了，那就是每个集合类后面的尖括号<>，这样一对尖括号，在java中就称为泛型。那么泛型这一个点，我们又该知道多少呢？我们往下看！

一、泛型的使用

前面我们学集合的时候，简单的说过泛型的使用。如下：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();

那么使用是这样的简单，该注意什么？

• 尖括号里的类型，只能写引用类型
• 基础数据类型的话，就需要写相应的包装类型
• 泛型只是编译时期的一种机制，在运行时是没有泛型的概念的。

二、泛型类的定义-类型边界

泛型还有一个点就是：泛型的上界。（类型形参 extends 类型边界）有如下代码：

public class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    public T findMax(T[] array) {
    
	}
}

以上代码中，方法的作用就是传递一个数组进去，要求返回这个数组中的最大值。

这个时候问题就来了，泛型是T类型，当调用这个方法的时候，传递过去的参数类型不一定就是简单数据类型啊。那么这个时候该怎么进行判断大小呢？？？

此时这样的泛型写法的作用就是：T extends Comparable, 就叫做泛型的上界，当传递参数类型的时候，必须传递过去的参数类型必须是实现了Comparable接口的类型才可以。换句话说，传递过去的类型必须是可以进行比较的。

当我们自己定义的一个类Node，然后实现Comparable接口，就能调用如上的方法。

切记，这样写的泛型，传递过去的参数类型，必须是实现了Comparable接口的，当然也可以传递Comparable接口本身。

三、类型擦除

类型擦除值得是：代码编译后，会将泛型T，全部擦除为Object类型。如下代码：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

上面这一行代码，虽然此时写的是Integer类型的，但是在编译之后，JVM会自动地将Integer擦除为Object。即就是这样子的：ArrayList。

那么可能就会有同学疑惑了，反正都要被擦除为Object类型，那干嘛还需要泛型这个东西？？？

那是因为有了泛型，可以让代码在编译的时候，进行类型的检查，就像上面的代码，写的是Integer类型的，那么传递过去的参数类型就必须是Integer类型才能通过编译。做到了类型检查，且在使用get方法，获取某一个数值的时候，也会自动地将数据从Object转换为Integer类型的。

以上的全部，只是解释了只写T类型的擦除机制。那么使用泛型的上界的话，JVM就不会直接擦除为Object类型了，而是上界是什么类型，就擦除为什么类型即可。比如

public class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    
}

如上的代码，上界是Comparable接口，那么这个代码形参部分，最多也只是这个接口了，也就是说，天花板就是这个接口。那么此时JVM在擦除的时候，直接擦除为Comparable接口类型即可。

总结：类型擦除，主要还是要看类型的边界。

四、泛型类的使用-通配符

在泛型中，？称为通配符。有如下代码：

public class MyArrayList<E> {
    //自定义的一个类
}

//main方法中的一个普通方法
public static void printAll(MyArrayList<?> list) {
    //打印传递过来的参数list
}

以上代码，可能大家看起来会怪怪的。简单分析一下：

MyArrayList类型，是程序员自定义的一个类，采用了泛型。

而printAll方法，需要打印MyArrayList的数据，但是MyArrayList是一个独立的java文件，而printAll方法是在main方法中。二者并没有任何联系。那么此时在调用printAll时，形参部分就没法进行定义了。

此时的话，就只能使用MyArrayList<?>类型作为形参部分，这样定义的话，此时传递什么类型的MyArrayList，printAll方法都能够进行接收。

有如下调用代码：

public static void main(String[] args) {
    MyArrayList<String> list1 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Integer> list2 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Double> list3 = new MyArrayList<>();
    
    printAll(list1); //String类型
    printAll(list2); //Integer类型
    printAll(list3); //Double类型
}

以上代码，在运行的时候就不会报错了。printAll方法，能够接收所有类型的MyArrayList类的实例对象。

通配符的上界：<? extends 上界>

public static void printAll(MyArrayList<? extends Number> list) {
    
}

如上代码，是在原来代码的基础之上，添加了上界。原先的代码是可以接收任何类型的MyArrayList实例对象。这里加了上界后，表示此时这个方法只能接收这个上界类型，以及上界的所有子类类型。

就拿上面这个代码来说，上界是Number类型，那么此时这个printAll方法能够接收的形参类型就只能是Number或者Number的子类类型。

public static void main(String[] args) {
    MyArrayList<String> list1 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Integer> list2 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Double> list3 = new MyArrayList<>();
    
    //printAll(list1); 
    //String类型,此时String类型就会报错，因为String不是Number的子类
    
    printAll(list2); //Integer类型
    printAll(list3); //Double类型
}

如上代码，String类型的MyArrayList，调用printAll方法，就会报错，因为String不是Number类的子类。

同理有了通配符的上界，那么也有通配符的下界。

通配符的下界：<? super 下界>

public static void printAll(MyArrayList<? super Integer> list) {
    
}

同理，此时传递过去的MyArrayList实例对象的类型，只能是Integer类型，或者是Integer类型的父类。

public static void main(String[] args) {
    MyArrayList<String> list1 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Integer> list2 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Double> list3 = new MyArrayList<>();
    MyArrayList<Number> list4 = new MyArrayList<>(); 
    MyArrayList<Object> list5 = new MyArrayList<>();
    
    //printAll(list1); 
    //此时String类型就会报错，因为String的父类并不是Integer
    
    printAll(list3); //Double类型
    //此时Double类型也会报错，Double类型的父类并不是Integer
    
    printAll(list2); //Integer类型
    printAll(list4); //Number类型
    printAll(list5); //Object类型，是所有类的父类
}

以上代码，就是通配符的下界。传递的参数类型，只能是该下界或者是下界的父类。

五、泛型方法

除了泛型类，还有一个泛型方法的概念。比较以下两个代码：

//泛型类的写法
public class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    public T findMax(T[] array) {
    
	}
}

此时我想把findMax方法，写成静态的。写成静态之后，这个方法就不依赖于对象了，只需要通过类名就能进行调用，可能你会觉得这还不简单，你就写下了以下代码：

//猜想你会写如下代码--错误写法
public class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
    public static T findMax(T[] array) {
    
	}
} 

上面写的代码，肯定是不对的。正确的写法如下：

//静态方法的正确写法
public class Algorithm {
    public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
    
	}
}

如上代码，既然是写泛型方法，我们只需将原先写在类名后面的泛型，写在static关键字后面即可。这样写就是一个泛型方法。

六、泛型的限制

• 泛型类型不支持基本数据类型，只能传递基本数据类型的包装类
• 无法实例化泛型类型的对象。（比如new T）
• 无法使用泛型类型声明静态的属性
• 无法使用instanceof判断带类型参数的泛型类型
• 无法创建泛型类的数组。（只能new Object[]，然后强转）
• 无法create、catch、throw一个泛型类异常（异常不支持泛型）
• 泛型类型不是形参的一部分，无法重载

好啦，本期更新就到此结束啦，我们下期见吧！！！