Java 泛型在實際開發中的應用

一:泛型出現的背景

在java代碼裏,你會經常發現類似下邊的代碼:

複製代碼

public class Test {    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add("hah");        //list.add(new Test());       // list.add(1);
        for (Object object : list) {
            String s1 = (String)object;            //.....如果是你你該如何拿出list的值,如果list中放着上邊的不同類型的東西。無解        }
    }
}

複製代碼

  編碼的時候,不加泛型是可以的,但是 你從容器中拿出來的時候必須強制類型轉換,第一是多敲很多代碼,第二極容易發生類型轉換錯誤,這個運行時異常 比如你把上邊

註釋的代碼放開,程序在獲取容器的地方就會報運行時異常 ClassCasrException

Java語言的設計者引入了泛型,暫時先不追究它內在是怎麼實現的。只需要知道,如果我們像下邊這麼寫,我們就不需要強制類型轉換。我們也不需要擔心運行是異常了。

List<String> newList = new ArrayList<String>();
newList.add("hhe");
newList.add("123");
String s1 = newList.get(0);//不需要強制類型轉換,因爲我加了泛型,我就認爲它裏邊一定都是String

二: 泛型的語法使用

1:使用具體的泛型類型: 尖括號內帶有具體的類型。可以限定這個Map的key和value只能是字符串

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put("key","value");
String value = map.get("key")

從面向對象的角度看,使用對象的時候,泛型內傳入的具體的類型。聲明的時候採用尖括號內加佔位符的形式,比如這是HashMap的源碼

複製代碼

public class HashMap<K,V>    extends AbstractMap<K,V>    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{
    ...   public HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {        this(Math.max((int) (m.size() / DEFAULT_LOAD_FACTOR) + 1,
                      DEFAULT_INITIAL_CAPACITY),     DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        putAllForCreate(m);
    }  
    ...      public V remove(Object key) {
        Entry<K,V> e = removeEntryForKey(key);        return (e == null ? null : e.value);
    }   
}

複製代碼

 2:方法聲明的時候 : public  <T> T getValue(){...}

  在上邊的代碼中,我們可以看到在類上如何定義泛型,也看到了類上定義的佔位符在類的普通方法上可以直接使用。但是如果想在靜態方法上定義泛型,這需要單獨的處理  。下面我們單獨對方法上如何定義

和使用泛型進行介紹(注意:方法上是否定義泛型和類上是否定義沒有必然的聯繫)

比如Web項目中,泛型是修飾類型的,在方法上,一般就是返回值和參數列表

  •   返回值類型:可以定義爲List<String>等形式,但是實際開發中,一般都是不知道具體類型,定義形式如下  <T> List<T> test(T t){...} ,前邊的<T>可以理解爲泛型的聲明,你只有聲明瞭T,你纔可以在              方法中用到T,這一具體的類型, List<T>是具體的返回值類型。

  •   方法傳參: 可以用佔位符限定的容器 比如 List<T>,或者直接是佔位符 T  

複製代碼

public class BaseServiceImpl implements BaseService {    protected <T> List<T> calcPage(String hql, PageContext pageContext,
            Object... params) {        int total = getDataTotalNum(hql, params);
        pageContext.setTotal(total);
        List<T> list = (List<T>) getPageDataByHQL(hql, pageContext.getRows(),
                pageContext.getPage(), pageContext.getTotal(), params);        return list;
    }
    @Override
    @Sync    public void deleteBatchVO(final List<?> dataList) throws ServiceException {
        baseDAO.deleteBatchVO(dataList);
    }
    @Override    public List<?> getPageDataByHQL(final String hql,            final Map<String, Object> filter) throws ServiceException {        return baseDAO.getPageDataByHQL(hql, filter);
    }
}

複製代碼

簡單的例子:

public <T> T TestG(T t){        return t;
    }

 方法定義的時候,泛型是這樣設計,在使用的時候,代碼如下:

List<TaclUserinfo> list = calcPage(hqluser1.toString(), pageContext,
                taclRole.getRoleid(), taclRole.getTenantId());//返回值類型 是<T>List<T>的,j接收的時候,我直接用List<具體類>

3 :類或者接口使用泛型  interface Collection<V> {..}

  上邊的HashMap代碼中,也看到了在類上使用泛型的具體例子。在真正的項目上,一些基礎的公共類經常定義泛型,如下:

複製代碼

 1 public interface GenericDao<T, ID extends Serializable> { 2  3     public abstract void saveOrUpdate(T t) throws DataAccessException; 4  5     public abstract T get(ID id) throws DataAccessException; 6  7     public abstract List<T> query(String queryString) throws DataAccessException; 8  9     public abstract Serializable save(T t) throws DataAccessException;10 11     public abstract void saveOrUpdateAll(Collection<T> entities) throws DataAccessException;12 13     public abstract List<T> loadAll() throws DataAccessException;14 15     public abstract void merge(T t) throws DataAccessException;16 17 }

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接口的實現類: 傳入參數爲T,實現類中也可以繼續用T,返回爲T也可以用T;實現的時候 可以用 extends限定泛型的邊界。

複製代碼

public abstract class GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> extends
        HibernateDaoSupport implements GenericDao<T, ID> {    
    public void merge(T t) throws DataAccessException {
        TenantInterceptor.setTenantInfoToEntity(t);
        getHibernateTemplate().merge(t);
    }    
         public T get(ID id) throws DataAccessException {        // getHibernateTemplate().setCacheQueries(true);
        T load = (T) getHibernateTemplate().get(getEntityClass(), id);        return load;
    }    
}

複製代碼

具體使用的時候:

public class UserDao extends GenericDaoImpl<User, Serializable> {
    ...//比如get() merge()這些方法不需要在單獨編寫,直接調用}

4:  聲明帶邊界的泛型   class userDao<T extends BaseEntity>

  Java中泛型在運行期是不可見的,會被擦除爲它的上級類型。如果你是×××的泛型參數類型,就會被替換爲Object. 

複製代碼

public class RedColored<T extends Color> {    public T t;    public void color(){
        t.getColor();//T的邊界是Color,所以可以調用getColor(),否則會編譯報錯    }
}abstract class Color{    abstract void getColor();
}

複製代碼

   類似這樣的定義形式:GenericDaoImpl<T extends BaseEntity, ID extends Serializable> ,java重載了extends,標註T的邊界就是BaseEntity。如果需求是繼承基類,那麼邊界定義在子類上

類似 

class Colored2<T extends Color> extends RedColor<T>

5:用於通配符  <?>

   參考於( Java 通配符解惑  )泛型類型的子類型的不相關性。比如 現在List<Cat>並不是List<Anilmal>是兩種不同的類型;且無繼承關係 。那麼,我們像想要傳入的參數既可能是List<Cat>

也有可能是List<Annimal>

複製代碼

public class AnimalTrainer {    public void act(List<? extends Animal> list) {//備註:如果用 List<Animal> 作爲形參列表,是無法傳入List<Cat>for (Animal animal : list) {
            animal.eat();
        }
    }
}

複製代碼

  act(List<? extends Animal> list),當中“?”就是通配符,而“? extends Animal”則表示通配符“?”的上界爲Animal,換句話說就是,“? extends Animal”可以代表Animal或其子類,可代表不了Animal的父類(如Object),因爲通配符的上界是Animal。

所以,泛型內是不存在父子關係,但是利用通配符可以產生類似的效果:

假設給定的泛型類型爲G,(如List<E>中的List),兩個具體的泛型參數X、Y,當中Y是X的子類(如上的Animal和Cat))

  • G<? extends Y> 是 G<? extends X>的子類型(如List<? extends Cat> 是 List<? extends Animal>的子類型)。

  • G<X> 是 G<? extends X>的子類型(如List<Animal> 是 List<? extends Animal>的子類型)

  • G<?> 與 G<? extends Object>等同,如List<?> 與List<? extends Objext>等同 

三: 泛型可以用到那些地方

    泛型可以用到容器,方法,接口,內部類,抽象類

四: Java中泛型獨特之處

    泛型是Java1.5之後才引入的,爲了兼容。Java採用了C++完全不同的實現思想。Java中的泛型更多的看起來像是編譯期用的,比如我定義一個使用泛型的demo

我在查看它的class文件時,發現class文件並沒有任何泛型信息。

Java會在編輯期把泛型擦除掉

  在JAVA的虛擬機中並不存在泛型,泛型只是爲了完善java體系,增加程序員編程的便捷性以及安全性而創建的一種機制,在JAVA虛擬機中對應泛型的都是確定的類型,在編寫泛型代碼後,java虛擬中會把這些泛型參數類型都擦除,用相應的確定類型來代替,代替的這一動作叫做類型擦除,而用於替代的類型稱爲原始類型,在類型擦除過程中,一般使用第一個限定的類型來替換,若無限定,則使用Object.

擦除的原理以及邊界

  關鍵在於從泛型類型中清除類型參數的相關信息,並且再必要的時候添加類型檢查和類型轉換的方法。

  可以參考Java泛型-類型擦除。 運行期編譯期會去掉泛型信息,轉換爲左邊界,在調用的地方添加類型轉換。

泛型擦除肯可能導致的問題

用泛型不可以區分方法簽名

複製代碼

public void test(List<String> ls){
                System.out.println("Sting");
            }            public void test(List<Integer> li){
                System.out.println("Integer");
            }//這回報錯,編譯期無法區分這兩個方法

複製代碼

泛型類的靜態變量是共享

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public class StaticTest{    public static void main(String[] args){
        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();
        gti.var=1;
        GT<String> gts = new GT<String>();
        gts.var=2;
        System.out.println(gti.var);
    }
}class GT<T>{    public static int var=0;    public void nothing(T x){}
}

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五: 泛型中特殊使用

   java中的泛型不只是上述說的內容,還有一些特殊的地方,如果這些地方也用泛型該怎麼設計。比如說“動態類型”,“潛在類型”,“異常”

程序如果運行時需要類型信息

  就在調用的地方傳入類型信息

異常中使用泛型

  不能拋出也不能捕獲泛型類的對象。事實上,泛型類擴展Throwable都不合法,因爲泛型信息會被擦除,相當於catch兩個相同的異常,是不可以的

數組與泛型

  不能聲明參數化類型的數組, 數組可以記住自己的元素類型,不能建立一個泛型數組。(當然 你如果用反射還是可以創建的,用Array.newInstance。這裏說不能建是不能用普通方法)

泛型的一些其他細節:  

  1.基本類型無法作爲類型參數即ArrayList<int>這樣的代碼是不允許的,如果爲我們想要使用必須使用基本類型對應的包裝器類型ArrayList<Integer>

  2.在泛型代碼內部,無法獲得任何有關泛型參數類型的信息換句話說,如果傳入的類型參數爲T,即你在泛型代碼內部你不知道T有什麼方法,屬性,關於T的一切信息都丟失了(類型信息,博文後續)。

  3.注,在能夠使用泛型方法的時候,儘量避免使整個類泛化。


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