java泛型

关于java泛型的思维导图，包含概念：泛型实现原理什么、T是什么、类型参数、通配符；优缺点；不能用场景；哪个时间点开始的等。

泛型

what

概念

泛型实现原理什么

Java泛型是通过类型擦除实现的，它是Java编译器的概念，Java虚拟机运行时对泛型基本一无所知，类定义中的类型参数如T会被替换为Object，在程序运行过程中，不知道泛型的实际类型参数

T是什么

T表示类型参数，泛型就是类型参数化，处理的数据类型不是固定的，而是可以作为参数传入

类型参数

多个类型之间以逗号分隔

形如DynamicArray<T>

形如DynamicArray<T extends E>

通配符

有限定通配符

？表示通配符，<？extends E>表示有限定通配符，匹配E或E的某个子类型，具体什么子类型是未知的

只能读，不能写

无限定通配符

形如DynamicArray<？>

超类型通配符

形式为<？super E>

有了它，我们就可以更灵活地写入了

通配符比较

<？super E>用于灵活写入或比较，使得对象可以写入父类型的容器，使得父类型的比较方法可以应用于子类对象，它不能被类型参数形式替代

<？>和<？extends E>用于灵活读取，使得方法可以读取E或E的任意子类型的容器对象，它们可以用类型参数的形式替代，但通配符形式更为简洁

上界

上界为某个具体类

限定类型后，就可以使用该类型的方法

上界为某个接口

直接这么编写代码，Java中会给一个警告信息，因为Comparable是一个泛型接口，它也需要一个类型参数

递归类型限制

上界为其他类型参数

分类/层级

按类型

泛型类

泛型方法

类型参数为T，放在返回值前面

和泛型类一样类型参数可以有多个，以逗号分隔

泛型接口

优缺点

好处

更好的安全性

开发环境（如Eclipse）会提示类型错误

更好的可读性

明确的类型信息，代码可读性也会更好

Where

能用场景

不能用场景

基本类型不能用于实例化类型参数

使用基本类型对应的包装类

运行时类型信息不适用于泛型

instanceof是运行时判断，也与泛型无关

不支持类似如下写法

if(p1 instanceof Pair<Integer>)

支持如下写法

if(p1 instanceof Pair<?>)

类型擦除可能会引发一些冲突

因为类型擦除后，实际上只能有一个

不能通过类型参数创建对象

非法的

那如果确实希望根据类型创建对象呢？

需要设计API接受类型对象，即Class对象，并使用Java中的反射机制

泛型类类型参数不能用于静态变量和方法

非法的

不能创建泛型数组

可以使用原始类型的数组

更好的选择是泛型容器

内部的数组为Object类型，一些操作插入了强制类型转换，外部接口是类型安全的，对数组的访问都是内部代码，可以避免误用和类型异常

泛型容器内部使用Object数组，如果要转换泛型容器为对应类型的数组，需要使用反射

When

哪个时间点开始的

泛型是Java 5以后才支持的

Why

为什么使用泛型

类、接口和方法代码可以应用于非常广泛的类型，代码与它们能够操作的数据类型不再绑定在一起，同一套代码可以用于多种数据类型，这样，不仅可以复用代码，降低耦合，而且可以提高代码的可读性和安全性

为什么设计泛型

为了兼容性而不得已的一个选择

语言和程序设计的一个重要目标是将bug尽量消灭在摇篮里

其他点的剖析

<T extends E>和<？extends E>到底有什么关系

<T extends E>用于定义类型参数，它声明了一个类型参数T，可放在泛型类定义中类名后面、泛型方法返回值前面

）<？extends E>用于实例化类型参数，它用于实例化泛型变量中的类型参数，只是这个具体类型是未知的，只知道它是E或E的某个子类型

问号就是表示类型安全无知，？extends Number表示是Number的某个子类型，但不知道具体子类型，如果允许写入，Java就无法确保类型安全性，所以干脆禁止

由于类型擦除，Java只能创建Object类型的对象，而无法创建T类型的对象，容易引起误解，所以Java干脆禁止这么做

如果合法，那么对于每种实例化类型，都需要有一个对应的静态变量和方法。但由于类型擦除，Singleton类型只有一份，静态变量和方法都是类型的属性，且与类型参数无关，所以不能使用泛型类类型参数

不过，对于静态方法，它可以是泛型方法，可以声明自己的类型参数，这个参数与泛型类的类型参数是没有关系的

Watch

注意点

一个方法是不是泛型的，与它所在的类是不是泛型没有什么关系

与泛型类不同，调用方法时一般并不需要特意指定类型参数的实际类型

实现接口时，应该指定具体的类型

限定类型后，如果类型使用错误，编译器会提示。指定边界后，类型擦除时就不会转换为Object了，而是会转换为它的边界类型

虽然Integer是Number的子类，但DynamicArray<Integer>并不是DynamicArray<Number>的子类

可以通过类型限定来解决

更为简洁的通配符形式

通配符有一个重要的限制：只能读，不能写

借助带类型参数的泛型方法可以解决

如果类型参数之间有依赖关系，或者返回值依赖类型参数，或者需要写操作，则只能用类型参数

通配符形式都可以用类型参数的形式来替代

超类型通配符，则无法用类型参数替代

参数限定只有extends形式，没有super形式

Java中还支持多个上界，多个上界之间以&分隔

Base为上界类，Comparable和Serializable为上界接口。如果有上界类，类应该放在第一个，类型擦除时，会用第一个上界替换