【effective java读书笔记】泛型（二）

【effective java读书笔记】泛型（二）

上篇讲了泛型的擦除、数组是协变的，泛型约束更安全、类泛型、方法泛型、接口泛型的运用 没看的可以去看看再读这个第二篇。

一、泛型上界

上一把写了一个简单的栈，这波就写个简单的泛型的ArrayList吧。代码就不多说了。随便看看就好，这都不是重点。

public class MyArrayList<E> {
private static int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private int size = 0;
private E[] elements;

@SuppressWarnings("unchecked")
public MyArrayList() {
this.elements = (E[]) new Object[DEFAULT_CAPACITY];
}

private void ensureCapacity() {
// TOD确保大小自增
if (elements.length == size) {
elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
System.out.println("栈的长度增加" + elements.length);
}
}

public void add(E e) {
ensureCapacity();
elements[size++] = e;
}

public E get(int index) {
if (index >= size || index < 0) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
return elements[index];
}

public int getSize() {
return size;
}

public void set(int index, E e) {
if (index >= size || index < 0) {
throw new IndexOutOfBoundsException();
}
elements[index] = e;
}
}

写完之后做个简单的测试：

public static void main(String[] args) {
MyArrayList<String> strs = new MyArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
strs.add("bbb"+i);
}
System.out.println("-----1----");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
strs.add("aaa"+i);
}
System.out.println("-----2----");
System.out.println("当前实际长度"+strs.getSize());
System.out.println("获得第8个位置"+strs.get(7));
System.out.println("获得第18个位置"+strs.get(17));
System.out.println("获得第21个位置"+strs.get(20));
//strs.set(7, "bobobobo");
//System.out.println("获得第8个位置"+strs.get(7));
}

执行结果：

-----1----

栈的长度增加21

-----2----

当前实际长度20

获得第8个位置bbb7

获得第18个位置aaa7

Exception in thread "main"java.lang.IndexOutOfBoundsException

at com.generic.MyArrayList.get(MyArrayList.java:30)

at com.generic.TestMyArrayList.main(TestMyArrayList.java:18)

一切正常，和预料的一样。

在MyArrayList中新增一个方法：

public void addAll(MyArrayList<E> c) {
    for(int i=0; i<c.size; i++){
        add(c.get(i));
    }
}

使用如下，发现这么一个问题：

MyArrayList<Number> numbers = new MyArrayList<>();
MyArrayList<Integer> inits = new MyArrayList<>();
inits.add(100);
inits.add(24);
numbers.addAll(inits);

最后一行代码编译器直接不允许添加MyArrayList<Integer>到MyArrayList<Number>。合理的约束。但是不合情。为什么呢？因为Integer是Number的子类。

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> 

那么我对新增的addAll方法进行修改如下：<T extends E>，E为T的上界。即可用泛型的上界父类最多为E，例如本例就是最多为Number，因此子类Interger是可以的。

public <T extends E> void addAll(MyArrayList<T> c) {
    for(int i=0; i<c.size; i++){
        add(c.get(i));
    }
}

执行结果就不看了。完全可行。

二、通配符提升API灵活性

当然，到此处，还未到结束的时候，我们还可以这么写这个代码： 此处？为无限定通配符

举个例子，例一：

public void addAll(MyArrayList<? extends E> c) {
    for(int i=0; i<c.size; i++){
        add(c.get(i));
    }
}

看上去区别不大。实际上还是有区别的。将泛型的类型利用通配符的特性写在参数上，显得更加形象。?extends E

如果按照生产者消费者模型，来看此处添加可以看作生产者（提供数据，比如此处，则为从c中取出数据放入当前自定义数组中），那么消费者如何写呢。比如需要取出某个对象的时候，如何通过这种类似的方式取出？

举个例子，例二：

写一个拷贝代码：作用将一个数组copy到另一个自定义可变长数组中。

public void copyTo(DynamicArray<E> dest){
    for(int i=0; i<size; i++){
        dest.add(get(i));
    }
}

使用一下试试：

MyArrayList<Integer> inits = new MyArrayList<>();
inits.add(100);
inits.add(24);
MyArrayList<Number> numbers = new MyArrayList<>();
inits.copyTo(numbers);

然而，编译器直接在最后一行报错了。原因很简单，inits泛型是Integer类型的，输出到MyArrayList<Number>当然是不允许的。又回到了上一个包含的问题。可Integer是包含在Number中的，不纠结为什么不能，只看如何实现呢？

通过super E（与之前的extend E遥相呼应）,通过super参数处理意思为E的某种超类的集合。对上copyTo代码修改为如下：

public void copyTo(MyArrayList<? super E> dest){
    for(int i=0; i<size; i++){
        dest.add(get(i));
    }
}

为什么此处为super呢，而不用extends呢。看看前后两个例子（例一，例二）的区别，前一个addall是父类主动add子类的每一项，父类需兼容子类，则使用任意项只需要继承于父类即可。使用？ extend E；

后一项是子类主动拷贝到父类，则必须使用当前子类的所属父类才可以添加。使用？ super E；

如果我这个理解方式比较困难的话，可以考虑按照effective java的理解方式，生产者提供给消费者，用extend；消费者接受生产者，用super。

but通配符并不是万能的。

此种通配符写法为只能读不能写。（例如List<?>就只能读，不能写）：例如下面的例子，两行set方法均无法通过编译。因为不知道arr为什么类型，如果写入不同类型，比如先读一个integer类型，再读入一个string类型，由于？的类型本身未能够具体化，则类型不再安全，因为不知道其本身究竟是什么类型。

public static void swap(MyArrayList<?> arr, int i, int j){
    Object tmp = arr.get(i);
    arr.set(i, arr.get(j));
    arr.set(j, tmp);
}

但这么写是可行的：

public static <T> void swap2(MyArrayList<T> arr, int i, int j){
T tmp = arr.get(i);
arr.set(i, arr.get(j));
arr.set(j, tmp);
}

因此就出现了一个这样的写法：先确定泛型类型，再进行处理。

public static void swap(MyArrayList<?> arr, int i, int j){
    swap2(arr, i, j);
}

public static <T> void swap2(MyArrayList<T> arr, int i, int j){
T tmp = arr.get(i);
arr.set(i, arr.get(j));
arr.set(j, tmp);
}

三、类型安全的异构容器

泛型常用于集合、及ThreadLocal等。后续我会详细分析这部分源码：

书中有这样一个异构的例子：作用用来将不同类型的对象存入Map中。通过泛型作出约束。例如，存入String，取出String。

public class Favorites {
private Map<Class<?>, Object> favorites = new HashMap<Class<?>, Object>();

public <T> void putFavorite(Class<T> type,T instance){
if (type == null) {
throw new NullPointerException("Type is null");
}
favorites.put(type, instance);
}

public <T> T getFavorite(Class<T> type){
return type.cast(favorites.get(type));
}
}

使用如下：

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Favorites favorites = new Favorites();
favorites.putFavorite(String.class, "Java");
favorites.putFavorite(Integer.class, 0xcafebabe);
favorites.putFavorite(Class.class,Favorites.class );
System.out.println(favorites.getFavorite(String.class)+favorites.getFavorite(Integer.class)+favorites.getFavorite(Class.class).getName());
}

结果如下：

Java-889275714com.generic.Favorites