java泛型

介绍了java泛型概念原理分类，和适用场景，以及注意点，和一些重要知识点剖析

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