Java 泛型在实际开发中的应用

时间：2022-05-23 15:18:14

　　java泛型是对Java语言的类型系统的一种扩展，泛型的本质就是将所操作的数据类型参数化。下面我会由浅入深地介绍Java的泛型。

一：泛型出现的背景

在java代码里，你会经常发现类似下边的代码：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        List list = new ArrayList();

        list.add("hah");

        //list.add(new Test());

       // list.add(1);

        for (Object object : list) {

            String s1 = (String)object;

            //.....如果是你你该如何拿出list的值，如果list中放着上边的不同类型的东西。无解

        }

    }

}

　　编码的时候，不加泛型是可以的，但是 你从容器中拿出来的时候必须强制类型转换，第一是多敲很多代码，第二极容易发生类型转换错误，这个运行时异常 比如你把上边

注释的代码放开，程序在获取容器的地方就会报运行时异常 ClassCasrException

Java语言的设计者引入了泛型，暂时先不追究它内在是怎么实现的。只需要知道，如果我们像下边这么写，我们就不需要强制类型转换。我们也不需要担心运行是异常了。

List<String> newList = new ArrayList<String>();

newList.add("hhe");

newList.add("123");

String s1 = newList.get(0);//不需要强制类型转换，因为我加了泛型，我就认为它里边一定都是String

二： 泛型的语法使用

1：使用具体的泛型类型： 尖括号内带有具体的类型。可以限定这个Map的key和value只能是字符串

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

map.put("key","value");

String value = map.get("key")

从面向对象的角度看，使用对象的时候，泛型内传入的具体的类型。声明的时候采用尖括号内加占位符的形式，比如这是HashMap的源码

public class HashMap<K,V>

    extends AbstractMap<K,V>

    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{

    ...

   public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {

        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,

                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY),     DEFAULT_LOAD_FACTOR);

        putAllForCreate(m);

    }

    ...

      public V remove(Object key) {

        Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);

        return (e == null ? null : e.value);

    }

}

2：方法声明的时候 ： public  <T> T getValue(){...}

　　在上边的代码中，我们可以看到在类上如何定义泛型，也看到了类上定义的占位符在类的普通方法上可以直接使用。但是如果想在静态方法上定义泛型，这需要单独的处理  。下面我们单独对方法上如何定义

和使用泛型进行介绍（注意：方法上是否定义泛型和类上是否定义没有必然的联系）

比如Web项目中，泛型是修饰类型的，在方法上，一般就是返回值和参数列表

  • 　　返回值类型：可以定义为List<String>等形式，但是实际开发中，一般都是不知道具体类型，定义形式如下  <T> List<T> test(T t){...} ，前边的<T>可以理解为泛型的声明，你只有声明了T,你才可以在              方法中用到T,这一具体的类型， List<T>是具体的返回值类型。
  • 　　方法传参： 可以用占位符限定的容器 比如 List<T>，或者直接是占位符 T　　
public class BaseServiceImpl implements BaseService {

    protected <T> List<T> calcPage(String hql, PageContext pageContext,

            Object... params) {

        int total = getDataTotalNum(hql, params);

        pageContext.setTotal(total);

        List<T> list = (List<T>) getPageDataByHQL(hql, pageContext.getRows(),

                pageContext.getPage(), pageContext.getTotal(), params);

        return list;

    }

    @Override

    @Sync

    public void deleteBatchVO(final List<?> dataList) throws ServiceException {

        baseDAO.deleteBatchVO(dataList);

    }

    @Override

    public List<?> getPageDataByHQL(final String hql,

            final Map<String, Object> filter) throws ServiceException {

        return baseDAO.getPageDataByHQL(hql, filter);

    }

}

简单的例子：

public <T> T TestG(T t){

        return t;

    }

方法定义的时候，泛型是这样设计，在使用的时候，代码如下：

List<TaclUserinfo> list = calcPage(hqluser1.toString(), pageContext,

                taclRole.getRoleid(), taclRole.getTenantId());

//返回值类型 是<T>List<T>的，j接收的时候，我直接用List<具体类>

3 :类或者接口使用泛型  interface Collection<V> {..}

　　上边的HashMap代码中，也看到了在类上使用泛型的具体例子。在真正的项目上，一些基础的公共类经常定义泛型，如下：

 public interface GenericDao<T, ID extends Serializable> {

     public abstract void saveOrUpdate(T t) throws DataAccessException;

     public abstract T get(ID id) throws DataAccessException;

     public abstract List<T> query(String queryString) throws DataAccessException;

     public abstract Serializable save(T t) throws DataAccessException;

     public abstract void saveOrUpdateAll(Collection<T> entities) throws DataAccessException;

     public abstract List<T> loadAll() throws DataAccessException;

     public abstract void merge(T t) throws DataAccessException;

 }

接口的实现类： 传入参数为T，实现类中也可以继续用T,返回为T也可以用T;实现的时候 可以用 extends限定泛型的边界。

public abstract class GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> extends

        HibernateDaoSupport implements GenericDao<T, ID> {

    public void merge(T t) throws DataAccessException {

        TenantInterceptor.setTenantInfoToEntity(t);

        getHibernateTemplate().merge(t);

    }

         public T get(ID id) throws DataAccessException {

        // getHibernateTemplate().setCacheQueries(true);

        T load = (T) getHibernateTemplate().get(getEntityClass(), id);

        return load;

    }

}

具体使用的时候：

public class UserDao extends GenericDaoImpl<User, Serializable> {

    ...//比如get() merge()这些方法不需要在单独编写，直接调用

}

4:  声明带边界的泛型   class userDao<T extends BaseEntity>

　　Java中泛型在运行期是不可见的，会被擦除为它的上级类型。如果你是*的泛型参数类型，就会被替换为Object.

public class RedColored<T extends Color> {

    public T t;

    public void color(){

        t.getColor();//T的边界是Color,所以可以调用getColor()，否则会编译报错

    }

}

abstract class Color{

    abstract void getColor();

}

　　类似这样的定义形式：GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> ,java重载了extends，标注T的边界就是BaseEntity。如果需求是继承基类，那么边界定义在子类上

类似

class Colored2<T extends Color> extends RedColor<T>

5：用于通配符  <?>

　　参考于（ Java 通配符解惑  ）泛型类型的子类型的不相关性。比如 现在List<Cat>并不是List<Anilmal>是两种不同的类型;且无继承关系 。那么，我们像想要传入的参数既可能是List<Cat>

也有可能是List<Annimal>

public class AnimalTrainer {

    public void act(List<? extends Animal> list) {

//备注：如果用 List<Animal> 作为形参列表，是无法传入List<Cat>for (Animal animal : list) {

            animal.eat();

        }

    }

}

　　act(List<？ extends Animal> list),当中“？”就是通配符，而“？ extends Animal”则表示通配符“？”的上界为Animal，换句话说就是，“？ extends Animal”可以代表Animal或其子类，可代表不了Animal的父类（如Object），因为通配符的上界是Animal。

所以，泛型内是不存在父子关系，但是利用通配符可以产生类似的效果：

假设给定的泛型类型为G，(如List<E>中的List),两个具体的泛型参数X、Y，当中Y是X的子类（如上的Animal和Cat））

  • G<? extends Y> 是 G<? extends X>的子类型（如List<? extends Cat> 是 List<? extends Animal>的子类型）。
  • G<X> 是 G<? extends X>的子类型（如List<Animal> 是 List<? extends Animal>的子类型）
  • G<?> 与 G<? extends Object>等同，如List<?> 与List<? extends Objext>等同

三： 泛型可以用到那些地方

　　　　泛型可以用到容器，方法，接口，内部类，抽象类

四： Java中泛型独特之处

　　　　泛型是Java1.5之后才引入的，为了兼容。Java采用了C++完全不同的实现思想。Java中的泛型更多的看起来像是编译期用的，比如我定义一个使用泛型的demo

我在查看它的class文件时，发现class文件并没有任何泛型信息。

Java会在编辑期把泛型擦除掉

　　在JAVA的虚拟机中并不存在泛型，泛型只是为了完善java体系，增加程序员编程的便捷性以及安全性而创建的一种机制，在JAVA虚拟机中对应泛型的都是确定的类型，在编写泛型代码后，java虚拟中会把这些泛型参数类型都擦除，用相应的确定类型来代替，代替的这一动作叫做类型擦除，而用于替代的类型称为原始类型，在类型擦除过程中，一般使用第一个限定的类型来替换，若无限定，则使用Object.

擦除的原理以及边界

　　关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息，并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。

　　可以参考Java泛型－类型擦除。 运行期编译期会去掉泛型信息，转换为左边界，在调用的地方添加类型转换。

泛型擦除肯可能导致的问题

用泛型不可以区分方法签名

public void test(List<String> ls){

                System.out.println("Sting");

            }

            public void test(List<Integer> li){

                System.out.println("Integer");

            }

//这回报错，编译期无法区分这两个方法

泛型类的静态变量是共享

public class StaticTest{

    public static void main(String[] args){

        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();

        gti.var=1;

        GT<String> gts = new GT<String>();

        gts.var=2;

        System.out.println(gti.var);

    }

}

class GT<T>{

    public static int var=0;

    public void nothing(T x){}

}

五： 泛型中特殊使用

　　　java中的泛型不只是上述说的内容，还有一些特殊的地方，如果这些地方也用泛型该怎么设计。比如说“动态类型”，“潜在类型”，“异常”

程序如果运行时需要类型信息

　　就在调用的地方传入类型信息

异常中使用泛型

　　不能抛出也不能捕获泛型类的对象。事实上，泛型类扩展Throwable都不合法，因为泛型信息会被擦除，相当于catch两个相同的异常，是不可以的

数组与泛型

　　不能声明参数化类型的数组， 数组可以记住自己的元素类型，不能建立一个泛型数组。（当然 你如果用反射还是可以创建的，用Array.newInstance。这里说不能建是不能用普通方法）

泛型的一些其他细节：　　

　　1.基本类型无法作为类型参数即ArrayList<int>这样的代码是不允许的，如果为我们想要使用必须使用基本类型对应的包装器类型ArrayList<Integer>

　　2.在泛型代码内部，无法获得任何有关泛型参数类型的信息换句话说，如果传入的类型参数为T，即你在泛型代码内部你不知道T有什么方法，属性，关于T的一切信息都丢失了（类型信息，博文后续）。

　　3.注，在能够使用泛型方法的时候，尽量避免使整个类泛化。

六：简单概括

　　虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法

　　所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除

　　创建泛型对象时请指明类型，让编译器尽早的做参数检查

　　要忽略编译器的警告信息，那意味着潜在的ClassCastException等着你。

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