java 核心技术卷I学习记录（八）- 泛型程序设计

水深无声 2022-04-14 04:10 182阅读 0赞

> java 核心技术卷第八章：泛型程序设计

\#\#1. 为什么要使用泛型程序设计  
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。

## 2. 定义简单泛型类 ##

public class Pair<T>
    {
        private T first;
        private T second;
        public Pair() { first = null ; second = null ; }
        public PairfT first , T second) { this,first = first; this.second = second; }
        public T getFirstO { return first; }
        public T getSecondO { return second; }
        public void setFirst (T newValue) { first = newValue; }
        public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
    }

## 3. 泛型方法 ##

class ArrayAlg
    {
    	public static <T> T getMiddle(T... a)
    	{
    		return a[a.length / 2];
    	}
    }
    
    String middle = ArrayAlg.<String>getMiddle("]ohnM, "Q.n, "Public");

## 4. 类型变量的限定 ##

public static <T extends Coiparab1e> T min(T[] a) . . .

下面的记法<T extends BoundingType〉表示T 应该是绑定类型的子类型（subtype)。T 和绑定类型可以是类， 也可以是接口。选择关键字extends 的原因是更接近子类的概念， 并且Java 的设计者也不打算在语言中再添加一个新的关键字（如sub)。一个类型变量或通配符可以有多个限定，如：T extends Comparable & Serializable

## 5. 泛型代码和虚拟机 ##

无论何时定义一个泛型类型， 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M, 并替换为限定类型（无限定的变量用Object)。如Pair 原始类型，因为T 是一个无限定的变量， 所以直接用Object 替换。

public class Pair
    {
    private Object first;
    private Object second;
    public Pair(Object first, Object second)
    {
    	this,first = first;
    	this.second = second;
    }
    public Object getFirstO { return first; }
    public Object getSecondO { return second; }
    public void setFirst(Object newValue) { first = newValue; }
    public void setSecond(Object newValue) { second = newValue; }
    }

原始类型用第一个限定的类型变量来替换， 如果没有给定限定就用Object 替换。

*  当程序调用泛型方法时， 如果擦除返回类型， 编译器插入强制类型转换。

Pair<Employee> buddies = . .
    Employee buddy = buddies.getFirst（）；
    擦除getFirst 的返回类型后将返回Object 类型。编译器自动插人Employee 的强制类型转换。

需要记住有关Java 泛型转换的事实：

*  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，必要时插人强制类型转换。

## 6. 约束与局限性 ##

1.  不能用基本类型实例化类型参数

不能用类型参数代替基本类型。因此， 没有Pair, 只有Pair。当然,其原因是类型擦除。擦除之后， Pair 类含有Object 类型的域， 而Object 不能存储double 值。

1.  运行时类型查询 只适用于原始类型

if (a instanceof Pair<String>) // Error
    if (a instanceof Pair<T>) // Error
    试图查询一个对象是否属于某个泛型类型时， 倘若使用instanceof 会得到一个编译器错误， 如果使用强制类型转换会得到一个警告。
    
    Pair <String> stringPair = . .
    Pair < Employee〉employeePair = . .
    if (stringPair.getClassO == employeePair .getClassO) // they are equal 这是因为两次调用getClass 都将返回Pair.class。

1.  不能创建参数化类型的数组

Pair<String>[] table = new Pair<String>[10] ; // Error

可以通过类型ArrayList来克服这一个困难

1.  Varargs 警告
    
    向参数个数可变的方法传递一个泛型类型的实例。考虑下面这个简单的方法， 它的参数个数是可变的：
    
        public static <T> void addAll(Collections coll, T... ts)
        {
        	for (t : ts) coll.add⑴；
        }

为了调用这个方法，Java 虚拟机必须建立一个Pair 数组， 这就违反了前面的规则。不过，对于这种情况， 规则有所放松， 你只会得到一个警告，而不是错误。可以采用两种方法来抑制这个警告。一种方法是为包含addAll 调用的方法增加注解@SuppressWamings(“unchecked”)。 或者在Java SE 7 中， 还可以用SafeVarargs 直接标注addAll 方法：

@SafeVarargs
    public static <T> void addAll(Collection<T> coll, T... ts)

1.  不能实例化类型变量

不能使用像new T(…)，newT\[…\] 或T.class 这样的表达式中的类型变量

1.  不能构造泛型数组
2.  泛型类的静态上下文中类型变量无效
3.  不能抛出或捕获泛型类的实例
4.  注意擦除后的冲突

catch (T e) // Error can't catch type variable

## 7. 泛型类型的继承规则 ##

泛型类可以扩展或实现其他的泛型类。

## 8. 通配符类型 ##

*  通配符类型中， 允许类型参数变化。例如， 通配符类型  
     `Pair<? extends Employee>`

public static void printBuddies(Pair <Employee> p)
    {
        Employee first = p.getFirst();
        Employee second = p.getSecondO;
        Systefn.out.println(first.getName() + " and " + second.getNameQ + " are buddies.");
    }

但是不能将Pair传递给这个方法！但是当方法改为`public static void printBuddies(Pair<? extends Eiployee> p)`但是在使用`wi1dcardBuddies.setFirst(1owlyEnployee) ; // compile-time error`会出现编译时错误。这样将不可能调用setFirst 方法。编译器只知道需要某个Employee 的子类型， 但不知道具体是什么类型。它拒绝传递任何特定的类型。

*  通配符的超类型限定

Pair <? super Manager>

只能传递Manager 类型的对象， 或者某个子类型（如Executive) 对象。另外， 如果调用getFirst , 不能保证返回对象的类型。只能把它赋给一个Object。

*  无限定通配符

Pair<?>
    ?getFirst()
    void setFirst(？)

Pair<?> 和Pair 本质的不同在于： 可以用任意Object 对象调用原始Pair 类的setObject方法。

*  通配符捕获

编写一个交换成对元素的方法：  
`public static void swap(Pair<?> p)`

通配符不是类型变量， 因此， 不能在编写代码中使用“ ？” 作为一种类型。但是可以通过swaphelper来进行操作。

public static <T> void swapHelper(Pair<T> p)
    {
        T t = p.getFirst();
        p.setFirst(p.getSecond());
        p.setSecond(t);
    }
    
    
    public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p) ; }

## 9. 反射和泛型 ##

Java 泛型的卓越特性之一是在虚拟机中泛型类型的擦除。

可以通过反射的方式来获取泛型中的相关类型等必要信息，具体方法可参考反射的具体api