泛型基础

1、从Java程序设计语言1.0发布以来，变化最大的部分就是泛型。

2、使用泛型机制编写的程序代码要比那些杂乱地使用Object变量，然后在进行强制类型转换的代码具有更好的安全性和可读性。

3、泛型为类提供了类型参数，用来表示其中包含元素的类型：

ArrayList<String> files = new ArrayList<String>();

4、在Java 7 及以后的版本中，构造函数中可以省略泛型类型，省略的类型可以从变量的类型推断得出：

ArrayList<String> files = new ArrayList<>();

5、定义泛型类时，类型变量用尖括号包围(<>)，并放在类名的后面：

public class Pair<T> {...}

6、泛型类也可以有多个类型变量：

public class Pair<T, U> {...}

7、类型变量使用大写形式，且比较短，这是很常见的。在Java库中，使用变量E表示集合的元素类型，K和V分别表示关键字与值的类型。T(需要时可以用临近的字母U和S)表示“任意类型”。

8、可以在普通类中定义含有类型参数的泛型方法，类型变量放在修饰符之后，返回类型之前：

public static <T> T getMiddle(T... a)

9、可以在普通类中定义泛型方法，如下：

class ArrayAlg {

public static <T> getMiddle(T... a) {

return a[a.length / 2];

}

}

10、当调用一个泛型方法时，在方法名前的尖括号中放入具体的类型：

String middle

= ArrayAlg.<String> getMiddle(“John”,“Q.”,“Public”);

11、可以通过多类型变量设置限定来保证调用安全：

public static <T extends Comparable> T min(T[] a)

注意这里使用关键字extends,而非implements。

12、一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型之间用&分隔：

T extends Comparable & Serializable

在Java的继承中，可以根据需要拥有多个接口超类型，但限定中至多有1个类。如果用一个类作为限定，它必须是限定列表中的第一个。

Java虚拟机与泛型

1、Java虚拟机没有泛型类型对象，所欲对象都属于普通类。

2、无论何时定义一个泛型类型，都自动提供了一个相应的原始类型(row type)。原始类型的名字就是删去类型参数后的泛型类型名。擦除类型类型变量并替换为限定类型(无限定的变量用Object)。

3、为了提高效率，应将标签接口(没有方法的接口)放在边界列表的末尾。

4、当程序调用泛型方法时，如果擦除返回类型，编译器将插入强制类型转换。

5、在某些情况下，类型擦除和多态将会发生冲突，此时编译器将会生成一个桥方法(bridge method)来解决此问题：

class DateInterval extends Pair<Date> {

public void setSecond(Date second) {

if(second.compareto(getFirst)) {

super.setSecond(second);

}

}

}

类型擦除后：

class DateInterval extends Pair {

// 桥方法

public void setSecond(Object second) {

setSecond((Date) second);

}

public void setSecond(Date second) {

if(second.compareto(getFirst)) {

super.setSecond(second);

}

}

}

6、在虚拟机中，用方法名、参数类型和返回类型来确定一个方法。

7、有关Java泛型转换的事实：

·虚拟机中没有泛型，只有普通的类和方法。

·所有的类型参数都用它们的限定类型替换。

·桥方法被合成来保持多态。

·为保持类型安全性，必要时插入强制类型转换。

泛型中的约束与局限性

1、不能用基本类型实例化类型参数。

2、运行时类查询只适用于原始的类型：

if(a instanceof Pair<String>) //Error

实际上仅仅测试a是否为任意类型的Pair。

类似地，强制类型转换：

Pair<String> p = (Pair<String>)a;

//WARNING!--can only test that a is a pair.

同样的道理，getClass()将总是返回原始的类型：

Pair<String> stringPair = ...

Pair<Employee> employeePair = ...

if(stringPair.getClass() == employeePair.getClass())

//they are equal.

其结果将返回true，因为两次调用getClass()返回的都是Pair.class。

3、不能创建参数化类型数组：

Pair<String>[] table = new Pair<String>[10]; //ERROR

以上代码无法通过编译，因为泛型的擦除机制会绕过数组的类型检查，导致类型错误。

可以声明类型为Pair<String>[]的变量，但不能用new Pair<String>[10]来初始化它。

4、Varargs警告。向参数个数可变的方法传递一个泛型类的实例：

public static <T> void addAll(Collection<T> coll, T... ts) {

for(t:ts) coll.add(t);

}

调用该方法的过程中将有可能创建一个以参数化类型的数组，违法规则3，但对于这种情况，编译器有所放松，仅仅会得到一个警告。

5、不能实例化类型变量。new T(...)、new T[...]或T.class的表达式均为非法。但是可以通过反射调用Class.newInstance()方法来构建新对象：

public static <T> Pair<T> makePair(Class<T> cl) {

try {

return new Pair<>(cl.newInstance(), cl.newInstance());

} catch (Exception ex) {

return null;

}

}

上面的方法可以按照下列方式调用：

Pair<String> p = Pair.makePair(String.class);

Class本身是泛型，String.class 是一个Class<String>的实例。

6、泛型类的静态上下文中类型变量无效。不鞥呢在静态域或方法中引用类型变量，例如：

public class Singleton<T> {

private static T singleInstance; //ERROR

public static T getSingleInstance() {//ERROR

if(singleInstance == null)construct new instance of T

return singleInstance;

}

}

如果这个程序能够运行，就可以声明一个Singleton<Random>,同时声明一个Singleton<JFileChooser>，但是这个程序无法工作，类型擦除以后，只剩下Singleton类，它只包含一个singleInstance域。

7、不能抛出或捕获泛型类实例：

public class Problem<T> extends Exception {/* ... */}

//Error--can’t extend Throwable.

不过，在异常规范中使用类型变量是允许的。以下方法是合法的：

public static <T extends Throwable>

void doWork(T t) throws T {//OK

try {

do work

} catch (Throwable realCause) {

t.initCause(realCause);

throw t;

}

}

8、注意擦除后的冲突。当泛型类被擦除时，无法创建引发冲突的条件，下面的代码无法通过编译：

public boolean equals(T t) {...};

类型擦除后，它将于Object类中的equals方法发生冲突。

泛型类的另一个原则是：要想支持擦除的转换，就需要限制一个类或类型变量不能同时成为两个接口类型的子类，而这两个接口是同一接口的不同参数化。例如，下述代码是非法的：

class Calendar implements Comparable<Calendar>{...}

class GrogorianCalendar extends Calendar

implements Comparable<GregorianCalendar>

{...} // ERROR

泛型类型的继承与通配符

1、通常，无论类型S与类型T之间是什么关系，泛型类Pair<S>和Pair<T>没有什么联系。

2、永远可以将参数化类型的对象转换为原始类型，在与遗留代码衔接时，这个转换非常有必要，但是，转成原始类型后，有可能会出现类型错误例如：

Pair<Manager> managerBuddies = new Pair<>(ceo, cfo);

Pair rawBuddies = managerBuddies; //OK

rawBuddies.setFirst(new File(“...”));

// only a compile-time warning.

3、泛型类可以拓展或实现其他的泛型类，如下图：

4、使用通配符可以表示一组泛型类型，例如：Pair<? extends Employee>表示任何类型参数是Employee子类的泛型类，包括Pair<Manager>，但不包括Pair<String>。

5、子类型限定通配符泛型类无法向其中的方法传递参数，例如调用Pair<? extends Employee>类中的setFirst方法将引发编译错误：

Pair<Manager> managerBuddies = new Pair<>(ceo, cfo);

Pair<? extends Employee> wildcardBuddies = managerBuddies; //OK

wildcardBuddies.setFirst(lowlyEmployee); // compile-time error.

以上代码编译不通过，因为 ?不可以匹配任何类型。

6、可以以超类型的方式指定通配符限定，如下：

? super Manager

这个通配符将限制为Manager类的所有超类型。

7、超类型限定通配符泛型无法提供返回值，例如，不可以调用Pair<? super Manager>的getFirst方法：

? super Manager getFirst();

因为编译器不知道返回值的确切类型，只能把它赋给一个Object(不会编译出错)。

8、直观地讲，带有超类型限定的通配符可以向泛型类写入(但是，可写入null)，带有子类型对象的通配符可从泛型类中读取。

9、还可以使用无限定通配符，例如：Pair<?>，它和原始的Pair类不同。Pair<?>类的getter方法只能赋给Object，Setter方法则不能调用，甚至不能用Object调用。

10、通配符不是类型变量，因此，不能在编写代码中使用“?”作为一种类型，下述代码是非法的：

public static void swap(Pair<?> p) {

? t = p.getFirst() // ERROR

p.setFirst(p.getSecond);

p.setSecond(t);

}

11、可以通过一个辅助方法来解决上述通配符捕获的问题：

public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) {

T t = p.getFirst();

p.setFirst(p.getSecond());

p.setSecond(t);

}

然后，调用该方法来解决上述问题：

public static void swap(Pair<?> p) {

swapHelper(p);

}

12、在某些情况下，通配符捕获机制是不可避免的：

public static void maximinBonus(Manager[] a,

Pair<? super Manager> result) {

minmax(a, result);

PairAlg.swap(result);

// OK--swapHelper captures wildcard type

}

13、通配符捕获只有在许多限制的情况下才是合法的。编译器必须能够确信通配符表达的是单个、确定的类型。例如，ArrayList<Pair<T>>中的T永远不能捕获ArrayList<Pair<?>>中的通配符。数组列表中可以保存两个Pair<?>，分别针对?的不同类型。

反射和泛型

1、Class类是泛型的。例如，String.class实际上是一个Class<String>类的对象，并且是唯一的对象。

2、Class 类中的泛型方法：

T newInstance();

T cast(Object obj)

T[] getEnumConstants();

Class<? super T> getSuperClass()

Constructor<T> getConstructor(Class... parameterTypes);

Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class.. parameterTypes);

3、常用方法：

java.lang.Class<T> 1.0

·T newInstance()

返回默认构造器构造的一个新实例。

·T cast(Object obj) 5.0

如果obj为null或有可能转换成类型T，则返回obj；

否则抛出BadCastException异常。

·T[] getEnumConstants() 5.0

如果T是枚举类型，则返回所有值组成的数组，否则返回null。

·Class<? super T> getSuperclass() 5.0

返回这个类的超类，如果T不是一个类或Object类，则返回null。

·Constructor<T> getConstructor(Class... parametertypes) 5.0

·Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class... parametertypes) 5.0

获得共有的构造器或带有指定参数类型的构造器。

java.lang.reflect.Constructor<T> 1.1

·T newInstance(Object ... paramters) 5.0

返回用指定参数构造的新实例。

4、为了表达泛型类型声明，JavaSE 5.0在java.lang.reflect包中提供了一个新的接口Type。这个接口包含下列子类型：

·Class类，描述具体类型。

·TypeVariable接口，描述类型变量(如T extends Comparable<? super T>)。

·WildcardType接口，描述通配符(如? super T)。

·ParameterizedType接口，描述泛型类或接口类型(如Comparable<? super T>)。

·GenericArrayType接口，描述泛型数组(如T[])。

5、常用方法：

java.lang.Class<T> 1.0

·TypeVariable[] getTypeParameters() 5.0

如果这个类型被声明为泛型类型，则获得泛型类型变量，否则获得一个长度为0的数组。

·Type getGenericSuperclass() 5.0

获得被声明为这一类型的超类的泛型类型；如果这个类型是Object或不是一个类类型(class type)，则返回null。

·Type[] getGenericInterfaces() 5.0

获得被声明为这个类型的接口的泛型类型(以声明次序)，否则，如果这个类没有实现接口，返回长度为0的数组。

java.lang.reflect.Method 1.1

·TypeVariable[] getTypeParameters() 5.0

如果这个方法被声明为泛型方法，则获得泛型类型变量，否则返回长度为0的数组。

·Type getGenericReturnType() 5.0

获得这个方法被声明为泛型的返回类型。

·Type[] getGenericParameterTypes() 5.0

获得这个方法被声明的泛型参数类型。如果这个方法没有参数，返回长度为0的数组。

java.lang.reflect.TypeVariable 5.0

·String getName()

返回类型变量的名字。

·Type[] getBounds()

获得这个类型变量的子类限定，否则，如果该变量无限定，则返回长度为0的数组。

java.lang.reflect.WildcardType 5.0

·Type[] getUpperBounds()

获得这个类型变量的子类(extends)限定，否则，如果没有子类限定，则返回长度为0的数组。

·Type[] getLowerBounds()

获得这个类型变量的超类(super)限定，否则，如果没有超类限定，则返回长度为0的数组。

java.lang.reflect.ParameterizedType 5.0

·Type getRowType()

获得这个参数化类型的原始类型。

·Type[] getActualTypeArguments()

获得这个参数化类型声明时所使用的类型参数。

·Type getOwnerType()

如果是内部类型，则返回其外部类型，如果是一个顶级类型，则返回null。

java.lang.reflect.GenericArrayType 5.0

·Type getGenericComponentType()

获得声明该数组类型的泛型组合类型。

最后

以上就是干净墨镜为你收集整理的Java复习笔记(9)——泛型泛型基础Java虚拟机与泛型泛型中的约束与局限性泛型类型的继承与通配符反射和泛型的全部内容，希望文章能够帮你解决Java复习笔记(9)——泛型泛型基础Java虚拟机与泛型泛型中的约束与局限性泛型类型的继承与通配符反射和泛型所遇到的程序开发问题。

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