关于java泛型你应该知道的那些事儿

火山方舟向量数据库大模型

泛型的设计初衷:是为了减少类型转换错误产生的安全隐患,而不是为了实现任意化。

泛型可以应用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口和泛型方法

  • 泛型类在类名后面用尖括号表示泛型

  
public class HelloWorld<T> {  
  
    private T t;  
 public T getValue() {  
 return t;  
    }  
 public void setValue(T t) {  
 this.t = t;  
 }  
}
  • 泛型方法在方法声明中加入泛型

  
//这是泛型方法  
static <T> void printHelloWorld(T t){  
 LOGGER.info(t);  
}  
//这是一个普通方法  
public T getT() {  
 return t;  
}
  • 泛型接口跟类类似

  
public interface Generator<T> {  
 public T next();  
}

总结:

  • 有 带尖括号的 才能表示是泛型类或方法或接口。而只有T的只能表示是泛型类型

  • 泛型类型的命名并不是必须为T,也可以使用其他字母,如X、K等,只要是命名为单个大写字即可。

  • 虽然没有强制的命名规范,但是为了便于代码阅读,也形成了一些约定俗成的命名规范,如下:

T通用泛型类型,通常作为第一个泛型类型
S通用泛型类型,如果需要使用多个泛型类型,可以将S作为第二个泛型类型
U通用泛型类型,如果需要使用多个泛型类型,可以将U作为第三个泛型类型
V通用泛型类型,如果需要使用多个泛型类型,可以将V作为第四个泛型类型
E集合元素 泛型类型,主要用于定义集合泛型类型
K映射-键 泛型类型,主要用于定义映射泛型类型
V映射-值 泛型类型,主要用于定义映射泛型类型
N数值 泛型类型,主要用于定义数值类型的泛型类型

通配符、上下边界、无界

    如果不对泛型类型做限制,则泛型类型可以实例化成任意类型,这种情况可能产生某些安全性隐患。  



    为了限制允许实例化的泛型类型,我们需要一种能够限制泛型类型的手段,即:有界泛型类型  



  
// 有界泛型类型语法 - 继承自某父类  
<T extends ClassA>  
  
//有界泛型类型语法 - 实现某接口  
<T extends InterfaceB>  
  
//有界泛型类型语法 - 多重边界  
<T extends ClassA & InterfaceB & InterfaceC ... >  
  
//示例  
//N标识一个泛型类型,其类型只能是Number抽象类的子类  
<N extends Number>   
//T标识一个泛型类型,其类型只能是Person类型的子类,并且实现了Comparable 和 Map接口  
<T extends Person & Comparable & Map>

上边界通配符(<? extends 父类型>)

  • 上界:用 extends 关键字声明,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的子类。

  • 类型参数列表中如果有多个类型参数上限,用逗号分开

  
private <K extends A, E extends B> E test(K arg1, E arg2){}
  • 上边界类型通配符可以确定父类型

  • 获取数据 时,由于固定了上界,类型肯定是返回类型的子类型,可以通过向上转型成功获取。

  • 写入数据 时,由于向下转型存在很大风险,Java泛型为了减低类型转换的安全隐患,不允许这种操作。

picture.image

  
Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());  
  
//不能存入任何元素  
p.set(new Fruit()); //Error  
p.set(new Apple()); //Error  
  
//读取出来的东西只能存放在Fruit或它的基类里。  
Fruit newFruit1=p.get();  
Object newFruit2=p.get();  
Apple newFruit3=p.get(); //Error
    原因是编译器只知道容器内是Fruit或者它的派生类,但具体是什么类型不知道。可能是Fruit?可能是Apple?也可能是BananaRedAppleGreenApple?编译器在看到后面用Plate赋值以后,盘子里没有被标上有“苹果”。而是标上一个占位符:CAP#1,来表示捕获一个FruitFruit的子类,具体是什么类不知道,代号CAP#1。然后无论是想往里插入Apple或者Meat或者Fruit编译器都不知道能不能和这个CAP#1匹配,所以就都不允许。

下边界通配符(<? super 子类型>)

  • 下界通配符<? super T>不影响往里面存储,但是读取出来的数据只能是Object类型。

  • 和上界相对的就是下界 ,语法表示为:<? super T>

picture.image

  
Plate<? super Fruit> p=new Plate<Fruit>(new Fruit());  
  
//存入元素正常  
p.set(new Fruit());  
p.set(new Apple());  
  
//读取出来的东西只能存放在Object类里。  
Apple newFruit3=p.get(); //Error  
Fruit newFruit1=p.get(); //Error  
Object newFruit2=p.get();  

    因为下界规定了元素的最小粒度的下限,实际上是放松了容器元素的类型控制。既然元素是Fruit的基类,那往里存粒度比Fruit小的都可以。但往外读取元素就费劲了,只有所有类的基类Object对象才能装下。但这样的话,元素的类型信息就全部丢失。
  1. 频繁往外读取内容的,适合用上界Extends。

  2. 经常往里插入的,适合用下界Super。

     无边界通配符(<?>)
    
    
    
    
    
    
     无边界通配符<?> 等同于上边界通配符<? extends Object>,所以关于无边界通配符(<?>)就很好理解了。
    
    
     因为可以确定父类型是Object,所以可以以Object去获取数据(向上转型)。但是不能写入数据。
    

与<?>的区别

    ?和 T 都表示不确定的类型,区别在于我们可以对 T 进行操作,但是对 ?不行,比如如下这种 :  
  
// 可以  
T t = operate();  
// 不可以  
?car = operate();
    T 是一个 确定的类型,通常用于泛型类和泛型方法的定义  



    ?是一个 不确定的类型,通常用于泛型方法的调用代码和形参,不能用于定义类和泛型方法。  






   类型参数 T 只具有 一种 类型限定方式:
  
T extends A
  但是通配符 ? 可以进行 两种限定:
  
? extends A  
? super A     

T 可以多重限定 而 ? 不行

  
<T extends ClassA & InterfaceB & InterfaceC ... >

泛型使用的限制

泛型不能使用基本类型

  
// 编译前类型检查报错  
List<int> list = new List<int>();

泛型不允许进行实例化

  
<T> void test(T t){  
 //编译前类型检查报错  
 t = new T();  
}

泛型不允许进行静态化

  
static class Demo<T>{  
 // 编译前类型检查报错  
 private static T t;  
  
 // 编译前类型检查报错  
 public static T getT() {  
 return t;  
 }  
    }  
    

泛型不允许直接进行类型转换(通配符可以)

  
List<Integer> integerList = new ArrayList<Integer>();  
List<Double> doubleList = new ArrayList<Double>();  
//不能直接进行类型转换,类型检查报错  
//integerList = doubleList;  

泛型不允许直接使用instanceof运算符进行运行时类型检查(通配符可以)

  
List<String> stringList = new ArrayList<String >();  
//不能直接使用instanceof,类型检查报错  
//LOGGER.info(stringList instanceof ArrayList<Double>);  
//我们可以通过通配符的方式进行instanceof运行期检查(不建议):  
//通过通配符实现运行时验证  
LOGGER.info(stringList instanceof ArrayList<?>);

泛型不允许创建确切类型的泛型数组(通配符可以)

  
//类型检查报错  
//Demo6<Integer>[] iDemo6s = new Demo6<Integer>[2];

泛型不允许定义泛型异常类或者catch异常(throws可以)

  • 不允许定义泛型异常类(直接或间接扩展Throwable类)

  • 不允许捕获一个泛型异常

  • 可以以异常类作为边界

  • 可以throws泛型类型

泛型不允许作为参数进行重载

  
static class Demo8<T>{  
 void test(List<Integer> list){}  
 //不允许作为参数列表进行重载  
 //void test(List<Double> list){}  
}

参考 :

picture.image

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