Java泛型的基本介绍与使用

为什么要使用泛型？

　　在Java中增加泛型之前，泛型程序设计是用继承来实现的，例如ArrayList，只维护Object引用的数组：

public class ArrayList{
  private Object[] elementData;

  public Object get(int i){...}
  public void add(Object o){...}        
}

　　在这里有一个问题，就是每次使用的时候，都必须进行一次强制类型转换

ArrayList list = new ArrayList();
...
String name = (String)list.get(0);

　　可以发现还没有错误检查，如果是其他类型会检测不到，当添加的时候，可以是任何类的对象

　　每次都转换一次很麻烦，用什么解决呢，类型参数！

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
//在JAVASE 7以后的版本中，可以直接使用一下方法来声明了
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

简单泛型类

public class Pair<T>{
  private T first;
  private T second;

  public Pair(){first = null; second = null;}
  public Pair(T first, T second){this.first = first; this.second = second}

  //get set
  ...

}

　　现在，我们可以像现在这样定义了

Pair<String> test1 = new Pair<>();
Pair<Integer> test2 = new Pair<>();

泛型方法

public class test{
  public static <T> T first(T...a){
   //...
  }
}

　　但是需要注意的是，下面这几种，并不是泛型方法，不要混淆

public class test<T>{
  private T t;

  //这个不是，只是一个普通的成员的方法
  public test(T t){
    this.t = t;
  }
  //这个也不是，只是泛型类是形参
  public void add(test<T> object){...}
}

通配符

　　通配符是什么，为什么要使用通配符？试想一下，如果我们在一个方法中要传入的参数可能是一个类的子类，这该怎么办呢？

public void test(Persion<Number> p){...}

x.test(Intger); //错误
x.test(Double);

　　不妨自己在编译器上试一试，这里是识别不了的，泛型中这两个没有关联关系，so，可以使用通配符

public void test(List<? extends T>){...}

　　这样子类和父类就联系起来了，？是类型实参，不是类型形参

　　如果像上面这样使用，我们可以add元素进去吗？反着思考一下，一个父类派生出很多个子类，我们在实例化的时候，很可能new出来的不是一个东西，这可不行呀，要存就得存一种，哪有Int，float都存进去的道理，如果还不明白可以看看代码

List<? extends Person> = new ArrayList<Student>();
List<? extends Person> = new ArrayList<Teacher>();

　　这样的话我们只能Get，并不能add，想要add那我们现在可以这样

public void test(List<? superT>){...}

　　如此之后，只能add，不能get，又是为什么呢，还是反着思考，既然我们能够add元素进去，但是每一个元素的实际类型不相同

List<? super Student> = new ArrayList<Student>();
List<? super Student> = new ArrayList<Person>();

　　当我们想get到Student的时候，可能是一个Person类型，这个Person可能是个Teacher

说了这么多，终于到了类型擦除

类型擦除

　　在JVM中不存在什么泛型，只有基本的类，当我们定义了一个泛型类的时候

public class Node<T> {
    private T data;
    private Node<T> next;

    public Node(T data, Node<T> next) {
        this.data = data;
        this.next = next;
    }

    // ...
}

　　在做完类型检查后，会变成这样

public class Node{
    private Object data;
    private Node next;

    public Node(Object data, Node next) {
        this.data = data;
        this.next = next;
    }
    // ...
}

　　惊不惊喜意不意外！如果我们不想变成Object怎么办，可以自己设置

public class Node<T extneds Comparable<T>> {
      private T data;
      private Node<T> next;
  
      public Node(T data, Node<T> next) {
          this.data = data;
          this.next = next;
      }
     // ...
 }

public class Node {
      private Comparable data;
      private Node next;
  
      public Node(Comparable data, Node next) {
          this.data = data;
          this.next = next;
      }
     // ...
 }

　　看似其实就是这样嘛！但是这样的话会引起一些问题

　　1、不允许创建泛型数组

　　　　因为数组中的元素必须统一类型，如若使用了泛型数组，类型都被擦除成Object后，我们不会知道插入的数据是否都是同一个类型的，出错很难排查，可以运行一下下面的代码

Class c1 = new ArrayList<Integer>().getClass();
Class c2 = new ArrayList<Double>().getClass();
System.out.println(c1 == c2);

　　　　最终会得到true的结果，这里可以联想到，泛型无法使用instanceof

　　2、桥方法的合成用来保持多态　　

public class Node<T> {
    public T data;
    public Node(T data) { this.data = data; }
    public void setData(T data) {
        System.out.println("Node.setData");
        this.data = data;
    }
}
public class MyNode extends Node<Integer> {
    public MyNode(Integer data) { super(data); }
    public void setData(Integer data) {
        System.out.println("MyNode.setData");
        super.setData(data);
    }
}

　　　　类型擦除后

public class Node {
    public Object data;
    public Node(Object data) { this.data = data; }
    public void setData(Object data) {
        System.out.println("Node.setData");
        this.data = data;
    }
}
public class MyNode extends Node {
    public MyNode(Integer data) { super(data); }
    public void setData(Integer data) {
        System.out.println("MyNode.setData");
        super.setData(data);
    }

MyNode mn = new MyNode(5);
Node n = mn; 
n.setData("Hello"); 

　　　　实际上不是这样的，这会抛出ClassCastExeption，在哪里？

class MyNode extends Node {
    // 桥方法
    public void setData(Object data) {
        setData((Integer) data);
    }
    public void setData(Integer data) {
        System.out.println("MyNode.setData");
        super.setData(data);
    }
    // ...
}

　　　　setData方法里面有一个强制类型转换，String没办法转换成Integer，记住一句话，桥方法被合成用来保持多态

　　3、反射和泛型

　　　　反射允许你在运行时分析任意的对象，如果对象是泛型类的实例，关于泛型类型参数则得不到太多信息，因为它们会被擦除