14.泛型_Java

14.泛型

泛型

泛型是定义一种模板，例如ArrayList，然后在代码中为用到的类创建对应的ArrayList<类型>，由编译器针对类型作检查，既实现了编写一次，万能匹配，又通过编译器保证了类型安全。
泛型是编写模板代码来适应任意类型；泛型的好处是使用时不必对类型进行强制转换，它通过编译器对类型进行检查
本质是参数化类型，将原来具体类型参数化，在使用/调用时传入具体类型

泛型类、泛型方法和泛型接口

泛型类：class XXX {}
示例：

public class Generic {
    public void show (T t){
        System.out.println(t);
    }
}

泛型方法：public void show (T t){}
示例：

public class Generic {
    public  void show (T t){
        System.out.println(t);
    }
}

泛型接口：public interface Generic {}

使用泛型

使用泛型时，把泛型参数替换为需要的class类型，例如：ArrayList，ArrayList等；
可以省略编译器能自动推断出的类型，例如：List list = new ArrayList<>();；
不指定泛型参数类型时，编译器会给出警告，且只能将视为Object类型；

// 可以省略后面的Number，编译器可以自动推断泛型类型：
List list = new ArrayList<>();

可以在接口中定义泛型类型，实现此接口的类必须实现正确的泛型类型。
泛型可以同时定义多种类型，例如Map

泛型实现方式：擦拭法（Type Erasure）

所谓擦拭法是指，虚拟机对泛型其实一无所知，所有的工作都是编译器做的
Java的泛型是由编译器在编译时实行的，编译器内部永远把所有类型T视为Object处理，但是，在需要转型的时候，编译器会根据T的类型自动实行安全地强制转型
Java泛型的局限：

不能是基本类型，例如int，因为实际类型是Object，Object类型无法持有基本类型
无法取得带泛型的Class，以Pair为例，所有泛型实例，无论T的类型是什么，getClass()返回同一个Class实例，因为编译后它们全部都是Pair
无法判断带泛型的类型
不能实例化T类型，要实例化T类型，必须借助额外的Class参数并通过反射来实例化，使用的时候，也必须传入Class
一个例子是：

public class Pair {
    private T first;
    private T last;
    public Pair() {
        // Compile error:
        first = new T();
        last = new T();
    }
    // The right way:
     public Pair(Class clazz) {
        first = clazz.newInstance();
        last = clazz.newInstance();
    }
}
//invoking
Pair pair = new Pair<>(String.class);

泛型方法要防止重复定义方法，例如：public boolean equals(T obj)，编译器会阻止其override原有的方法
子类可以获取父类的泛型类型

通配符

extends通配符，可以确定泛型匹配的上界，同时实现只读功能。
以Number为例，通配符的一个重要限制：方法参数签名setFirst(? extends Number)无法传递任何Number的子类型给setFirst(? extends Number)，唯一的例外是可以给方法参数传入null。
使用类似通配符作为方法参数时表示：
方法内部可以调用获取Number引用的方法，例如：Number n = obj.getFirst();；
方法内部无法调用传入Number引用的方法（null除外），例如：obj.setFirst(Number n);。
使用extends通配符表示可以读，不能写。
使用类似定义泛型类时表示：泛型类型限定为Number以及Number的子类。

super通配符
使用通配符表示：允许调用set(? super Integer)方法传入Integer的引用；不允许调用get()方法获得Integer的引用。唯一例外是可以获取Object的引用：Object o = p.getFirst()。
换句话说，使用通配符作为方法参数，表示方法内部代码对于参数只能写，不能读。

对比extends和super通配符
作为方法参数，类型和类型的区别在于：

允许调用读方法T get()获取T的引用，但不允许调用写方法set(T)传入T的引用（传入null除外）；
允许调用写方法set(T)传入T的引用，但不允许调用读方法T get()获取T的引用（获取Object除外）。

extends允许读不允许写，super允许写不允许读。使用原则是用PECS原则：Producer Extends Consumer Super，即：如果需要返回T，它是生产者（Producer），要使用extends通配符；如果需要写入T，它是消费者（Consumer），要使用super通配符。

无限定通配符
Java的泛型还允许使用无限定通配符（Unbounded Wildcard Type），即只定义一个?
无限定通配符很少使用，可以用替换，同时它是所有类型的超类。

可变参数

用作方法形参，方法参数可变，形如public static int sum(int…a){}，这里的a是数组，可变参数要放到最后
示例：List.of(E…elements)，Set.of(E…elements)

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