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JAVA 为什么需要泛型?

作者:源字节1号
  • 2022 年 5 月 08 日
  • 本文字数:3246 字

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JAVA为什么需要泛型?

适用于多种数据类型执行相同的代码

 private static int add(int a, int b) {    System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b));    return a + b;}
private static float add(float a, float b) { System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b)); return a + b;}
private static double add(double a, double b) { System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a + b)); return a + b;}
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如果没有泛型,要实现不同类型的加法,每种类型都需要重载一个 add 方法;通过泛型,我们可以复用为一个方法:

private static <T extends Number> double add(T a, T b) {    System.out.println(a + "+" + b + "=" + (a.doubleValue() + b.doubleValue()));    return a.doubleValue() + b.doubleValue();}
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泛型中的类型在使用时指定,不需要强制类型转换(类型安全,编译器会检查类型)看下这个例子:

List list = new ArrayList();list.add("xxString");list.add(100d);list.add(new Person());
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我们在使用上述 list 中,list 中的元素都是 Object 类型(无法约束其中的类型),所以在取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型,且很容易出现 java.lang.ClassCastException 异常。

引入泛型,它将提供类型的约束,提供编译前的检查:

List<String> list = new ArrayList<String>();
// list中只能放String, 不能放其它类型的元素
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// list 中只能放 String, 不能放其它类型的元素泛型类如何定义使用?从一个简单的泛型类看起:

 class Point<T>{         // 此处可以随便写标识符号,T是type的简称      private T var ;     // var的类型由T指定,即:由外部指定      public T getVar(){  // 返回值的类型由外部决定          return var ;      }      public void setVar(T var){  // 设置的类型也由外部决定          this.var = var ;      }  }  public class GenericsDemo06{      public static void main(String args[]){          Point<String> p = new Point<String>() ;     // 里面的var类型为String类型          p.setVar("it") ;                            // 设置字符串          System.out.println(p.getVar().length()) ;   // 取得字符串的长度      }  }
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多元泛型

 class Notepad<K,V>{       // 此处指定了两个泛型类型      private K key ;     // 此变量的类型由外部决定      private V value ;   // 此变量的类型由外部决定      public K getKey(){          return this.key ;      }      public V getValue(){          return this.value ;      }      public void setKey(K key){          this.key = key ;      }      public void setValue(V value){          this.value = value ;      }  } public class GenericsDemo09{      public static void main(String args[]){          Notepad<String,Integer> t = null ;        // 定义两个泛型类型的对象          t = new Notepad<String,Integer>() ;       // 里面的key为String,value为Integer          t.setKey("汤姆") ;        // 设置第一个内容          t.setValue(20) ;            // 设置第二个内容          System.out.print("姓名;" + t.getKey()) ;      // 取得信息          System.out.print(",年龄;" + t.getValue()) ;       // 取得信息        }  }
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泛型接口如何定义使用?简单的泛型接口

 interface Info<T>{        // 在接口上定义泛型      public T getVar() ; // 定义抽象方法,抽象方法的返回值就是泛型类型  }  class InfoImpl<T> implements Info<T>{   // 定义泛型接口的子类      private T var ;             // 定义属性      public InfoImpl(T var){     // 通过构造方法设置属性内容          this.setVar(var) ;        }      public void setVar(T var){          this.var = var ;      }      public T getVar(){          return this.var ;      }  } public class GenericsDemo24{      public static void main(String arsg[]){          Info<String> i = null;        // 声明接口对象          i = new InfoImpl<String>("汤姆") ;  // 通过子类实例化对象          System.out.println("内容:" + i.getVar()) ;      }  }  
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泛型方法如何定义使用?

泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

定义泛型方法语法格式


调用泛型方法语法格式


说明一下,定义泛型方法时,必须在返回值前边加一个<T>,来声明这是一个泛型方法,持有一个泛型 T,然后才可以用泛型 T 作为方法的返回值。


Class<T>的作用就是指明泛型的具体类型,而 Class<T>类型的变量 c,可以用来创建泛型类的对象。


为什么要用变量 c 来创建对象呢?既然是泛型方法,就代表着我们不知道具体的类型是什么,也不知道构造方法如何,因此没有办法去 new 一个对象,但可以利用变量 c 的 newInstance 方法去创建对象,也就是利用反射创建对象。


泛型方法要求的参数是 Class<T>类型,而 Class.forName()方法的返回值也是 Class<T>,因此可以用 Class.forName()作为参数。其中,forName()方法中的参数是何种类型,返回的 Class<T>就是何种类型。在本例中,forName()方法中传入的是 User 类的完整路径,因此返回的是 Class<User>类型的对象,因此调用泛型方法时,变量 c 的类型就是 Class<User>,因此泛型方法中的泛型 T 就被指明为 User,因此变量 obj 的类型为 User。


当然,泛型方法不是仅仅可以有一个参数 Class<T>,可以根据需要添加其他参数。


为什么要使用泛型方法呢?因为泛型类要在实例化的时候就指明类型,如果想换一种类型,不得不重新 new 一次,可能不够灵活;而泛型方法可以在调用的时候指明类型,更加灵活。


泛型的上限和下限?在使用泛型的时候,我们可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制,如:类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。


上限

class Info<T extends Number>{    // 此处泛型只能是数字类型    private T var ;        // 定义泛型变量    public void setVar(T var){        this.var = var ;    }    public T getVar(){        return this.var ;    }    public String toString(){    // 直接打印        return this.var.toString() ;    }}public class demo1{    public static void main(String args[]){        Info<Integer> i1 = new Info<Integer>() ;        // 声明Integer的泛型对象    }}
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下限

class Info<T>{    private T var ;        // 定义泛型变量    public void setVar(T var){        this.var = var ;    }    public T getVar(){        return this.var ;    }    public String toString(){    // 直接打印        return this.var.toString() ;    }}public class GenericsDemo21{    public static void main(String args[]){        Info<String> i1 = new Info<String>() ;        // 声明String的泛型对象        Info<Object> i2 = new Info<Object>() ;        // 声明Object的泛型对象        i1.setVar("hello") ;        i2.setVar(new Object()) ;        fun(i1) ;        fun(i2) ;    }    public static void fun(Info<? super String> temp){    // 只能接收String或Object类型的泛型,String类的父类只有Object类        System.out.print(temp + ", ") ;    }}
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如何理解 Java 中的泛型是伪泛型?

泛型中类型擦除 Java 泛型这个特性是从 JDK 1.5 才开始加入的,因此为了兼容之前的版本,Java 泛型的实现采取了“伪泛型”的策略,即 Java 在语法上支持泛型,但是在编译阶段会进行所谓的“类型擦除”(Type Erasure),将所有的泛型表示(尖括号中的内容)都替换为具体的类型(其对应的原生态类型),就像完全没有泛型一样。


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一个着迷于技术又喜欢不断折腾的技术活跃者 2022.03.09 加入

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