java學習筆記-java泛型

大象根據自己對泛型和反射的使用，來談談對它們的了解，順便整理一下知識，記錄下來，以便以後查找。

至少在我看來，JDK5.0絕對是一個很具有裡程碑意義的版本，在這個版本中，提供了非常多的很有價值的新特性，泛型就是其中之一，并且對反射機制進行了增強，而且5.0版本還把以前集合架構進行了重構全部添加了泛型支援。

從5.0釋出到現在差不多快有10年時間了，關于這方面的知識介紹網上可以查到很多，書上也都有講到。大象現在再寫這些東西，一是将自己的經曆體會總結出來作一個積累，另外一點是希望能夠給剛接觸這方面的童鞋一點幫助。

泛型最大的好處就是類型檢查，尤其是對集合非常有用，另外在底層代碼設計中很有用處，它實作了重用的功能。泛型有兩種定義方式，一個是泛型類，另一個是泛型方法。

那到底什麼是泛型呢？簡單點講(可能不嚴謹)，就是用到了類型參數這樣的類型變量，不管是類、接口還是方法，都可以說是用到了泛型。請看例子：

**泛型類**
           

public class Person<T> {
        private T t;
        public T getT() {
            return t;
        }
        public void setT(T t) {
            this.t = t;
        }
    }
           

T就是類型變量，是一個參數化類型，用尖括号(<>)括起來，放在類名的後面。泛型類的類型變量可以定義多個。類型變量一般都使用一個大寫字母表示，比如本例的Person<T>，JDK中的List<E>，Map<K,V>等等。
用具體的類替換類型變量就可以執行個體化泛型類：Person<Man> person = new Person<Man>();
像這樣執行個體化是錯誤的：Person<T> person = new Person<T>(); //ERROR
           

泛型方法

public <T> T get(String key, Object params) {
       return (T) getSqlSession().selectOne(key, params);
    }
           

這是我在SSM3示例的MyBatisDao這個類裡面定義的一個方法，此方法就是一個泛型方法。就是類型變量，而get前面的T是傳回類型。其實這個方法是存在類型安全問題的，如果我在RoleService裡面調用這個方法，将傳回類型T寫成User，編譯器是不會有任何警告資訊的。

但如果我改寫一下，将MyBatisDao加上泛型，public class MyBatisDao extends SqlSessionDaoSupport

這時User的傳回類型就出現編譯錯誤了：

編譯器根據MyBatisDao這個Role類型變量就會推斷出它裡面定義的get方法應該傳回Role類型。不過這樣改過之後MyBatisDao就變成泛型類了，而get方法也不再是泛型方法。那麼泛型方法能不能有安全檢查呢？有，但是需要一些程式設計技巧，關鍵還是跟你寫的泛型方法有關系，後面提到的類型參數的限定可以對泛型加以限制，解決一些安全檢查的問題。

類型參數的限定

對于像這樣的類型變量所代表的範圍有時太大了點，有時不友善使用。比如現在需要實作了java.io.Serializable接口的泛型類，那麼這應該如何做呢？JDK那幫專家們為我們設計了一種叫做“有限制的通配符類型”來解決這個問題。一般我們稱為上限 和下限，他們一般寫成下面這樣：

上限：<T extends Serializable>或者<? extends T>
    下限：<? super T>
    問号(?)叫做無限制的通配符，它可以表示任何類型。有時候使用類型變量不是那麼的友善，通配符類型就很好的解決了這個問題。
    <T extends Serializable>的含義是，T為實作了Serializable接口的類，T為綁定類型(Serializable)的子類型，T和綁定類型可以是接口也可以是類。如果想再加個實作了Comparable接口的限定，隻需要這樣寫：<T extends Serializable & Comparable>這樣寫有點不嚴謹，因為Comparable接口是一個泛型接口可以接收泛型參數，現在我們不讨論這麼複雜的情況。
    <? super T>可以這樣了解，任何T類型變量的超類型，還包括T本身，因為T可以看成是它本身的一個超類型。
    那為什麼說extends是上限，而extends是下限呢？通過前面兩個解釋就應該可以看出來，extends Serializable或者extends T說明類型變量必須是Serializable的子類和T變量的子類型，這是不是相當于限制了類型變量的上限了？同理就可以了解下限的含義了。
           

說了這麼多關于上限和下限的東西，那他們到底有什麼用？和怎麼用呢？簡單來講，extends限定的類型參數可以從泛型對象讀取，super限定的類型參數可以向泛型對象寫入。這樣說可能有些童鞋要暈了，這到底說的神馬東西呢？

讓我們換個方式來講，關于泛型的上限與下限已經總結出來一個公式：PECS

PECS表示producer-extends，consumer-super

public void add(List<? extends T> list){
        for(T t : list){
           add(t);
       }
    }
    public void add(T t){};
    public void add(T t, List<? super T> list){
        list.add(t);
    }
           

泛型的擦除

泛型主要是在編譯期有效，即編譯的時候檢查類型安全，現在寫代碼一般都會用Eclipse或IntelliJ，這些內建開發工具都能做到即時編譯，哪裡有錯馬上會出現紅色的錯誤辨別。是以如果出現類型轉換錯誤，會很明顯的看到結果。但是，在程式的運作階段，JVM是不認識泛型是神馬東西的，所有有泛型的類，接口，方法都會被擦除掉泛型，變成原生類型(raw type)，即Person<T>變為Person，List<? extends T> list變成List list等等。
    下面就是之前的Person類用javap反編譯後的結果，所有的類型變量T都被擦除掉了，因為T是一個無限定類型是以用Object替換。而且add方法中的<? extends T>和<? super T>也被去掉了。
           

public class com.bolo.Person extends java.lang.Object{
       private java.lang.Object t;
       public com.bolo.Person();
       public java.lang.Object getT();
       public void setT(java.lang.Object);
       public void add(java.util.List);
       public void add(java.lang.Object);
       public void add(java.lang.Object, java.util.List);
    }
           

是以針對泛型擦除這一特點，我們需要注意這樣幾點：

1、JVM裡面沒有泛型，隻有普通的類和方法。

2、所有的類型參數都用限定類型或者無限定類型用Object來替代。

3、請謹慎處理方法重載，錯誤的使用重載不會實作想要的多态。

4、為保證類型安全，必要時請使用強制類型轉換

泛型的限制

基本類型不能作為類型參數。Person就是錯誤的，隻能用Person

類型檢查隻能用原始類型。if(t instanceof Person) 如果寫成if(t instanceof Person)馬上會出現編譯錯誤

不能執行個體化類型變量。這樣寫是錯誤的：T t = new T()

不能執行個體化參數化類型的數組。Person[] p = new Person[5] //ERROR

不能定義靜态執行個體變量和靜态方法。如果你想這樣寫：private static T a 那對不起，編譯器馬上會給你一個錯誤提示。

其實關于泛型的限制完全可以不用講，現在編譯器都很強大，隻要你這樣做了，馬上會給你顯示一個錯誤。

最後說下泛型對于集合的用處來說是最大的，集合是一個容器，有了泛型就更友善重用。而我們使用最頻繁的集合就是List清單，還有一個容器就是數組，大象在這裡強烈建議大家多用List，盡量或最好不要用數組。其一是List有類型安全性檢查，其二是數組的功能List都提供了并且更豐富，其三List對gc進行了優化。如果使用數組，特别是操作對象數組，如果經驗不足，沒有釋放數組裡面的對象引用，則很容易造成記憶體洩漏的問題。

作者：大象

出處：http://www.blogjava.net/bolo/archive/2014/04/29/413060.html