12 泛型
12.1 为什么使用泛型
泛型程序设计(Generic programming):意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。
类型参数(type parameters)
通配符类型(wildcard type) 可以将Manager添加到ArrayList<Employee>中,但不能把Employee添加到ArrayList<Manager>中。
12.2 定义简单泛型类
一个泛型类(Generic class)就是具有一个或多个类型变量的类。
public class Pair<T, U>{...}
类型变量用大写形式,且比较短。
在Java库中,E表示集合的元素类型;K和V分别表示关键字和值的类型;T、U、S表示任意类型。
泛型类可看做普通类的工厂。
12.3 泛型方法
可以定义一个带有类型参数的简单方法,这个方法可以在普通类中,也可以在泛型类中。
类型变量T放在修饰符和返回类型之间。
当调用泛型方法时,在方法名前的尖括号中放入具体的类型。
也可以不放具体类型,编译器会进行类型推断。
class ArrayAlg
{public static <T> T getMiddle(T ... a){return a[a.length / 2];}
}String middle = ArrayAlg.<String>getMiddle( “John”, “Q”, “Public”);
String middle = ArrayAlg.getMiddle( “John”, “Q”, “Public”);
12.4 类型变量的限定
public static <T extends Comparable> T min(T[] a) { ... }
public static <T extends Comparable & Serializable> T min(T[] a) { ... }
限定中至多有一个类,且必须放在限定列表中的首位。
12.5 泛型代码和虚拟机
虚拟机没有泛型类型对象--所有对象都属于普通类。
定义一个泛型类型时,都自动提供了一个相应的原始类型(raw 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(erased)类型变量,替换为限定类型(无限定类型用Object)。
泛型方法同上。
这是与C++模板最大的区别,C++每个模板的实例化产生不同的类型,这一现象称为“模板代码膨胀”。
小结:
·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。
桥方法位于声明类型的泛型类中:
public void setSecond(Object second) { setSecond((Data) second)};
public Data getSecond{ return (Date) super.getSecond().clone();}
12.6 约束与局限性
1、不能用基本类型实例化类型参数;
2、运行时类型查询只适用于原始类型。
虚拟机中的对象总有一个特定的非泛型类型,因此,所有的类型查询只产生原始类型。
if (a instanceof Pair<String>) //ERROR
if (a instanceof Pair<T>) //ERROR
Pair<String> p = (Pair<String>) a; //WARNING--can only test that a is a Pair.
无论何时使用instanceof或涉及泛型类型的强制类型转换表达式都会看到一个编译器警告。
同理,getClass方法总是返回原始类型。
Pair<String> stringPair = ...;
Pair<Emloyee> employeePair = ... ;
if (stringPair.getClass() == employeePair.getClass()) //they are equal
//两次调用getClass都将返回Pair.class
3、不能实例化参数化类型数组;
Pair<String>[] table = new Pair<String>[10]; // ERROR
ArrayList<Pair<String>> table = new ArrayList<Pair<String>>(); //RIGHT
4、向参数个数可变的方法传递一个泛型类型的实例:
public static <T> void addAll( Collection<T> coll, T ... ts)
实际上ts是一个数组,这违反了3,但此时规则有些放松,只会得到警告。
可用@SafeVarargs来消除警告。
或者@SuppressWarnings(“unchecked”)来抑制警告
5、不能实例化类型变量;
不能使用new T(...); new T[...]; T.class
可以这样用
public static <T> Pair<T> makePair(Class<T> c1)
{try { return new Pair<>( c1.newInstance(), c1.newInstance())}catch (Exception ex) { return null;}
}
Class类本身就是泛型,String.class是一个Class<String>的实例。
6、禁止使用带有类型变量的静态域和方法;
7、不能抛出或捕获泛型类的实例;
12.7 泛型类型的继承规则
无论S与T有什么关系,Pair<S> Pair<T>都没什么关系。
泛型类可以扩展或实现其他的泛型类。这一点与普通的类没有什么区别。
12.8 通配符类型
? 通配符。也可以理解为占位符。
? extends E: 可以接收E类型或者E的子类型。上限
? super E: 可以接收E类型或者E的父类型。下限 用的比较少,见集合的比较器
Pair<? extends Employee> 子类型限定
Pair<? super Manager> 超类型限定
Pair<Manager>是Pair<? extends Employee>的子类型
Pair<Employ>是Pair<? super Manager>的子类型
12.9 反射和泛型
Class类是泛型的。
使用反射API可以确定:
·类型参数T
·子类型限定
·通配符参数
·超类型限定
·参数为泛型