《重學Java系列》之泛型（下）

時間 2019-11-30

標籤重學Java系列欄目 Java 简体版

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不詩意的女程序媛不是好廚師~ 轉載請註明出處，From李詩雨---blog.csdn.net/cjm24848365…】java

在《重學Java系列》之泛型（上）中咱們已經知道了①什麼是泛型，②爲何要有泛型，③泛型類、泛型接口和泛型方法，④給泛型變量增長約束，⑤泛型類型的繼承規則。

今天要講的就是有一點點難度的東西了，理解一個東西最好的方式就是： 本身找到類似的情景做類比→畫圖幫助理解→本身敲代碼理解→反思回味。 畢竟只有通過本身大腦思考的東西，才能爲己所用。程序員

筆記我仍是整理的很細，也很好理解。那麼今天，讓我來繼續學習剩下的三點內容吧~♥安全

6.泛型通配符

你見過上面☝這樣的代碼嗎

? 和關鍵字extends或者super在一塊兒其實就是泛型的高級應用：通配符。函數

？ extends X 表示類型的上界，類型參數是X的子類
？ super X 表示類型的下界，類型參數是X的超類

對於它們的使用送你們八字咒語：「上界不存下界不取」學習

這個咒語什麼意思，別急讓我來慢慢講：this

(1). 先看看？ extends X

它表示傳遞給方法的參數，必須是X的子類（包括X自己），是類型的上界。spa

因此上界就是針對 ？extends X 來講的。.net

咱們來讓代碼本身說它是什麼意思~ 有這樣的幾個類：3d

public class Animal {
	//...
}

複製代碼

public class Pet extends Animal {
	//...
}
複製代碼

public class Dog extends Pet {
	//...
}
複製代碼

又有這樣一個方法：code

public static void print(Generic<? extends Animal> a){
        System.out.println(a.getData().getName());
    }
複製代碼

咱們把這個方法和 ? extends X 對應一下，那此時的Animal類就至關因而X，因爲它表示類型的上界，因此，咱們能夠傳Animal及其子類。

再畫個圖來幫助咱們理解一下：

因此以下的操做都是沒有問題的：

如今，？extends X 的含義你們應該已經理解，而且知道怎麼傳遞類型參數了吧。

知道了魔咒 「上界不存」 中的 「上界」 的意思了，那 「不存」 又是什麼意思呢？繼續往下看：如今有一個Generic的泛型類，它提供了get和set類型參數變量的方法：

public class Generic<T> {
    //...

    private T data;

    public T getData() {
        return data;
    }

    public void setData(T data) {
        this.data = data;
    }
}

複製代碼

我想經過set方法往裏面放數據，可是，set方法卻不容許被調用！編譯不經過！

這是怎麼回事呢？？？其實這個主要是出於安全方面考慮。編譯器是一個責任心極強的東西，他 只作它能夠肯定的事情， 不肯定的事情它是堅定不作的。

既然 ？ extends X 表示類型的上界，類型參數是X的子類，

那麼能夠確定的是：get方法返回的必定是個X（不論是X或者X的子類）編譯器是能夠肯定知道的。因此，get它容許調用。
可是set方法只知道傳入的是個X，至於具體是X的那個子類，編譯器不知道。因此，出於安全考慮，編譯器乾脆就不作了。

因此：？ extends X 主要用於安全地訪問數據，能夠訪問X及其子類型，可是不能寫入非null的數據。

這就是 「不存」 的意思了，如今，「上界不存」 的咒語你理解了嗎？

(2). 再看看 ? super X

它表示傳遞給方法的參數，必須是X的超類（包括X自己），與 ? extends X相反，它表示類型下界。

因此下界就是針對 ？superX 來講的l了。

咱們用相似的方法來理解一下 「下界不取」 的意思。

仍是上面的 Animal、Pet 和Dog類。咱們又有一個方法：

public static void printSuper(Generic<? super Pet> a){
        System.out.println(a.getData());
    }
複製代碼

那這個方法中的 Pet 就至關於 ? super X 裏的X，因爲它表示類型的下界，因此，咱們能夠傳Pet及其超類。一樣的，咱們也來畫個圖：

咱們再在代碼中驗證一下：

如此看來， ？super X 中下界的含義就是： X說：「我就是底線，不能再比我低了，不然我會生氣的，後果很嚴重！哼！☹」

那 「下界不取」 中的不取又是什麼道理呢？咱們把以前的代碼稍做改變：

咱們發現此時 set方法能夠被調用的，且能傳入的參數只能是X或者X的子類。可是get方法只會返回一個Object類型的值，並無什麼實際意義。

對此現象咱們能夠這樣來理解： ？ super X 表示類型的下界，類型參數是X的超類（包括X自己）。

那麼就能夠確定的說，get方法返回的必定是個X的超類，可是究竟是哪一個超類？不知道。可是能夠確定的說，Object必定是它的超類，由於Object是全部類的超類，因此get方法返回Object。可是這樣取出的全是Object其實並無什麼意義。
對於set方法來講，編譯器不知道它須要的確切類型，可是X和X的子類能夠安全的轉型爲X。因此，此時set是被容許的。

因此，？ super X 主要用於安全地寫入數據，能夠寫入X及其子類型。可是讀取只能獲得Object，並無什麼實際意義，因此咱們就沒有太大必要去get了。

因此 「下界不取」 的 「不取」 含義也就在於此了。

綜上，咱們就知道 「上界不存，下界不取」 的真實含義其實就是：都是出於安全考慮，

「？extends X」 主要用於安全地訪問數據。它只用來讀數據，不用來存放數據。
？ super X 主要用於安全地寫入數據。它只用來寫入數據，不用來取出數據。

說的官方一點，這裏其實就涉及到 PESC 原則了。即 Producer Extends Consumer Super 若是參數化類型表示一個生產者，就使用<? extends T>；若是它表示一個消費者，就使用<? super T>

即: 只讀不可寫時,使用Generic<? extends Animal>:Producer 只寫不可讀時,使用Generic<? super Pet>:Consumer

7.泛型使用的侷限性

無規矩不成方圓，其實泛型的使用也是有侷限性和約束的。下面就讓咱們來一一看一下，哪些地方是使用泛型時須要格外注意的~

咱們都以 Generic 這個泛型類來說：

1. 泛型中不能用基本數據類型來實例化類型參數，

而要用基本數據類型對應的包裝類才能夠。代碼爲證：

2. 運行時只看原始類型

這個要稍微作個解釋，先問你們一個問題：（PS:其實這一點也能夠從類型擦除角度來理解）

Generic<String> stringG=new Generic<>();
        Generic<Boolean> booleanG=new Generic<>();
        //輸出會是什麼？
        System.out.println(stringG.getClass()==booleanG.getClass());
        //輸出又會是什麼
        System.out.println("stringG.getClass()的name是："+stringG.getClass().getName());
        System.out.println("booleanG.getClass()的name是："+booleanG.getClass().getName());

複製代碼

答案是：

哇，stringG.getClass() 和 booleanG.getClass() 居然相等，他們對應的是同一個類型：Generic ，而不是 Generic< String> ,Generic< Boolean>.

這也就說明運行時的類型檢測，只適用於原始類型 Generic ，而不是Generic< String> 、Generic< Boolean>.。

因此下面這個代碼就是不正確的， instanceof 在泛型上是不能使用的，只能用於原始類型。

3. 不能在靜態域或方法中引用類型變量

這是爲何呢：由於泛型是要在對象建立的時候才知道是什麼類型的，而對象建立的代碼執行順序是，先static的部分，而後纔是構造函數。因此在對象初始化以前static的部分就已經執行了，若是你在靜態部分引用了泛型，那麼毫無疑問虛擬機根本不知道是什麼東西，由於這個時候類尚未初始化。

4. 不能實例化類型變量，

也就是：

這個T原本就是虛的，都沒有摸清底細，你就亂new 確定是不行的。

5. 不能捕獲泛型類的實例

因此，要注意一點：泛型類是不能extends Exception/Throwable的。

再來：

咱們是不能直接捕獲泛型類的對象的。那若是咱們想捕獲泛型的異常就沒有辦法了嗎？咱們但是偉大的碼農，因此方法仍是有的：

public <T extends Throwable> void doSth(T x) throws T{
        try{

        }catch(Throwable e){
            throw x;
        }
    }
複製代碼

雖然不容許咱們直接捕獲泛型類的對象，可是咱們可把泛型類的對象 throw 出去呀，就是這麼機智✌~

7.淺談類型擦除

最後咱們再來提一提泛型中的類型擦除吧。

泛型思想早在C++語言的模板（Template）中就開始生根發芽，在Java語言尚未出現泛型的版本時，只能經過Object是全部類型的父類和類型強制轉換兩個特色的配合來實現類型泛化。因爲Java語言裏面全部的類型都繼承於java.lang.Object，因此Object轉型成任何對象都是有可能的。可是也由於有無限的可能性，就只有程序員和運行期的虛擬機才知道這個Object究竟是個什麼類型的對象。在編譯期間，編譯器沒法檢查這個Object的強制轉型是否成功，若是僅僅依賴程序員去保障這項操做的正確性，許多ClassCastException的風險就會轉嫁到程序運行期之中。

泛型技術在C和Java之中的使用方式看似相同，但實現上卻有着根本性的分歧。C裏面的泛型是真實泛型，而Java中的泛型實際上是僞泛型。這點怎麼說呢？

是這樣的，在C裏面泛型不管在程序源碼中、編譯後的IL中（Intermediate Language，中間語言，這時候泛型是一個佔位符），或是運行期的CLR中，都是切實存在的，List＜Integer＞與List＜String＞就是兩個不一樣的類型，它們在系統運行期生成，有本身的虛方法表和類型數據，這種實現稱爲類型膨脹，基於這種方法實現的泛型稱爲真實泛型。
而Java中的泛型則不同，它只在程序源碼中存在，在編譯後的字節碼文件中，就已經替換爲原來的原生類型（Raw Type，也稱爲裸類型）了，而且在相應的地方插入了強制轉型代碼，所以，對於運行期的Java語言來講，ArrayList＜Integer＞與ArrayList＜String＞就是同一個類，因此泛型技術其實是Java語言的一顆語法糖，Java語言中的泛型實現方法稱爲類型擦除，基於這種方法實現的泛型稱爲僞泛型。

至於爲何java爲何採用類型擦除來實現泛型？這是由於java 1.5以前並無泛型這個概念，泛型出現後，爲了兼容以前的版本，就採用了類型擦除折中的策略：編譯時對泛型要求嚴格，運行時卻把泛型擦除了。

看下面的代碼：