Java类型Type 之 ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariabl,WildcardType

Java类型中ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariabl,WildcardType详解

可以先看这个实践一下:Java如何获取泛型类型,然后看这个应该就有点感觉了。

和反射+泛型有关的接口类型

java.lang.reflect.Type:java语言中所有类型的公共父接口
java.lang.reflect.ParameterizedType
java.lang.reflect.GenericArrayType
java.lang.reflect.WildcardType

1. Type直接子接口

ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType四种类型的接口
ParameterizedType: 表示一种参数化的类型,比如Collection
GenericArrayType: 表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
TypeVariable: 是各种类型变量的公共父接口
WildcardType: 代表一种通配符类型表达式,比如?, ? extends Number, ? super Integer【wildcard是一个单词:就是“通配符”】

2. Type直接实现子类 :Class类

3. java.lang.reflect.Type接口

Type所有类型指代的有:
原始类型 (raw types)【对应Class】,
参数化类型 (parameterizedtypes)【对应ParameterizedType】,
数组类型 (array types)【对应GenericArrayType】,
类型变量 (type variables)【对应TypeVariable】,
基本数据类型(primitivetypes)【仍然对应Class】

4. java.lang.reflect.ParameterizedType接口

ParameterizedType接口类型的含义
表示参数化类型。比如:Map这种参数化类型
获取参数化类型<>中的实际类型
源码声明:Type[] getActualTypeArguments();
【注意】无论<>中有几层<>嵌套,这个方法仅仅脱去最外层的<>之后剩下的内容就作为这个方法的返回值。

public E methodIV(ArrayList<ArrayList<String>> al1,   
ArrayList<E> al2,
ArrayList<String> al3,
ArrayList<? extends Number> al4,
ArrayList<E[]> al5){} 
那么他的每一参数总体上看都是参数化类型的。
1. 对于ArrayList>,通过getActualTypeArguments()返回之后,脱去最外层的<>之后,剩余的类型是ArrayList。因此对这个参数的返回类型是ParameterizedType。
2. 对于ArrayList,通过getActualTypeArguments()返回之后,脱去最外层的<>之后,剩余的类型是E。因此对这个参数的返回类型是TypeVariable。
3. 对于ArrayList,通过getActualTypeArguments()返回之后,脱去最外层的<>之后,剩余的类型是String。因此对这个参数的返回类型是Class。
4. 对于ArrayList,通过getActualTypeArguments()返回之后,脱去最外层的<>之后,剩余的类型是? Extends Number。因此对这个参数的返回类型是WildcardType。
5. 对于ArrayList,通过getActualTypeArguments()返回之后,脱去最外层的<>之后,剩余的类型是E[]。因此对这个参数的返回类型是GenericArrayType。
所以,可能获得各种各样类型的实际参数,所以为了统一,采用直接父类数组Type[]进行接收。

5. java.lang.reflect. GenericArrayType接口

GenericArrayType接口类型的含义
表示泛型数组类型。比如:void method(ArrayList[] al){…}
【注意】<>不能出现在数组的初始化中,即new数组之后不能出现<>,否则javac无法通过。但是作为引用变量或者方法的某个参数是完全可以的。
获取泛型数组中元素的类型
源码声明:Type getGenericComponentType();
【注意】无论从左向右有几个[]并列,这个方法仅仅脱去最右边的[]之后剩下的内容就作为这个方法的返回值。
为什么返回值类型是Type?

public static  E methodV(
String[] p1,
E[] p2,
ArrayList[] p3,
E[][] p4){}
1. 对于String[],通过getGenericComponentType()返回之后,脱去最右边的[]之后,剩余的类型是String。因此对这个参数的返回类型是Class
2. 对于E[],通过getGenericComponentType()返回之后,脱去最右边的[]之后,剩余的类型是E。因此对这个参数的返回类型是TypeVariable
3. 对于ArrayList[],通过getGenericComponentType()返回之后,脱去最右边的[]之后,剩余的类型是ArrayList。因此对这个参数的返回类型是ParameterizedType
ArrayList[] 作为引用变量或参数是可以的。
4. 对于E[][],通过getGenericComponentType()返回之后,脱去最右边的[]之后,剩余的类型是E[]。因此对这个参数的返回类型是GenericArrayType

6. java.lang.reflect.TypeVariable接口

TypeVariable接口类型的含义
表示类型参数或者又叫做类型变量。比如:void method(E e){}中的E就是类型变量

获取类型变量的泛型限定的上边界的类型
源码声明:Type[] getActualTypeArguments();
【注意】这里面仅仅是上边界。原因就是类型变量在定义的时候只能使用extends进行(多)边界限定。不能使用super,否则编译无法通过。同时extends给出的都是类型变量的上边界。
为什么是返回类型是数组?因为类型变量可以通过&进行多个上边界限定,因此上边界有多个,因此返回值类型是数组类型[ ]。
例如下面的方法:

public static <e extends Map & Cloneable & Serializable> E methodVI(E e){}
E的第一个上边界是Map,是ParameterizedType类型
E的第二个上边界是Cloneable,是Class类型
因此,为统一,返回值的数组的元素类型就是Type

7. java.lang.reflect.WildcardType接口

WildcardType接口类型的含义
表示通配符类型的表达式。

比如 void printColl(ArrayList al); 中的 ? extends Number

【注意】根据上面API的注释提示:现阶段通配符表达式仅仅接受一个上边界或者下边界,这个和定义类型变量时候可以指定多个上边界是不一样。但是API说了,为了保持扩展性,这里返回值类型写成了数组形式。实际上现在返回的数组的大小就是1
获取通配符表达式对象的泛型限定的上边界的类型
源码声明:Type[] getUpperBounds();
【注意】上面说了,现阶段返回的Type[ ]中的数组大小就是1个。写成Type[ ]是为了语言的升级而进行的扩展。
例如下面的方法:

1. public static voidprintColl(ArrayList al){}
通配符表达式是:? extends ArrayList,这样 extends后面是?的上边界,这个上边界是ParameterizedType类型。
2. public static  voidprintColl(ArrayList al){}
通配符表达式是:? extends E,这样 extends后面是?的上边界,这个上边界是TypeVariable类型
3.public static  voidprintColl(ArrayList  al){}
通配符表达式是:? extends E[],这样 extends后面是?的上边界,这个上边界是GenericArrayType类型
4.public static  voidprintColl(ArrayList al){}
通配符表达式是:? extends Number,这样 extends后面是?的上边界,这个上边界是Class类型
最终统一成Type作为数组的元素类型。

8. Type及其子接口的来历

一. 泛型出现之前的类型
没有泛型的时候,只有所谓的原始类型。此时,所有的原始类型都通过字节码文件类Class类进行抽象。Class类的一个具体对象就代表一个指定的原始类型。
二. 泛型出现之后的类型
泛型出现之后,扩充了数据类型。从只有原始类型扩充了参数化类型、类型变量类型、泛型限定的的参数化类型 (含通配符+通配符限定表达式)、泛型数组类型。
三. 与泛型有关的类型不能和原始类型统一到Class的原因
[1]. 【产生泛型擦除的原因】
本来新产生的类型+原始类型都应该统一成各自的字节码文件类型对象。但是由于泛型不是最初Java中的成分。如果真的加入了泛型,涉及到JVM指令集的修改,这是非常致命的。
[2]. 【Java中如何引入泛型】
为了使用泛型的优势又不真正引入泛型,Java采用泛型擦除的机制来引入泛型。Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性和免去强制类型转换的麻烦。但是,一旦编译完成,所有的和泛型有关的类型全部擦除。
[3]. 【Class不能表达与泛型有关的类型】
因此,与泛型有关的参数化类型、类型变量类型、泛型限定的的参数化类型 (含通配符+通配符限定表达式)、泛型数组类型这些类型全部被打回原形,在字节码文件中全部都是泛型被擦除后的原始类型,并不存在和自身类型一致的字节码文件。所以和泛型相关的新扩充进来的类型不能被统一到Class类中。
(4). 与泛型有关的类型在Java中的表示
为了通过反射操作这些类型以迎合实际开发的需要,Java就新增了ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable 和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型。
(5). Type的引入:统一与泛型有关的类型和原始类型Class
【引入Type的原因】
为了程序的扩展性,最终引入了Type接口作为Class,ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType这几种类型的总的父接口。这样实现了Type类型参数接受以上五种子类的实参或者返回值类型就是Type类型的参数。
【Type接口中没有方法的原因】
从上面看到,Type的出现仅仅起到了通过多态来达到程序扩展性提高的作用,没有其他的作用。因此Type接口的源码中没有任何方法。

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