泛型

staticABVget(ABVstring,Alibabaalibaba) {

string.toString();

returnstring;

}

public static voidmain(String[] args) {

String first ="222";

Long second =333L;

String result =get(first,second);

System.out.println(result);

}

一个泛型使用场景的例子,最后get方法中的两个参数与返回值都变成了Object类型,这也就是所谓的类型擦除。 返回值的Object根据传入的first类型强转成了String(传入的是什么类型,返回的就是什么类型,不用担心会抛出ClassCastException异常)

泛型的好处包括:

类型安全。放置的是什么,取出来的自然是什么,不用担心会抛出ClassCastException异常。

提升可读性。从编码阶段就显式地知道泛型集合、泛型方法等处理的对象类型是什么。

代码重用。泛型合并了同类型的处理代码,使代码重用度变高。

集合与泛型

List最大的问题是只能放置一种类型。如果需要放置多种受泛型约束的类型要怎么办呢?与应运而生,简单来说,是Get first适用于消费集合元素为主的场景,则是put first,适用于生产集合元素为主的场景,如何理解呢,请看下面的例子:


泛型_第1张图片



当使用这种语法时,系统无法得知具体的类型究竟是什么,比如说我add了一个Apple对象,那么当这个List是Orange的集合时就不对了,因为fruit的子类可以有很多,当没有指定具体类型时你没法add,当然,null可以代表任何类型,add(null)没问题。

再来看看get的情况,因为List的上限是Fruit,所以不管取什么值出来都能赋值给父类Fruit。


泛型_第2张图片



当使用时,系统虽然也不知道具体是什么,但是知道有个下限,就是Apple,所以只要是Apple后者它的子类都可以添加到集合中,Fruit已经超过了下限Apple,所以无法加入,当然,null可以是任何类的子类,所以add(null)依然没问题,取出的时候呢?因为没有规定上限,所以

你不知道取出来的元素应该赋值给谁,所以无法get,

这也就应对了上文所说的“是Get first适用于消费集合元素为主的场景,则是put first,适用于生产集合元素为主的场景”

《Effective Java》给出精炼的描述:producer-extends, consumer-super(PECS)

频繁往外读取内容的,适合用上界Extends。

经常往里插入的,适合用下界Super。

源码中也有不少这样的设计:


泛型_第3张图片

copy方法限制了拷贝源src必须是T或者是它的子类,而拷贝目的地dest必须是T或者是它的父类,也就是说src是dest的子类才行,这样就保证了类型的合法性。


泛型_第4张图片


协变逆变与不变

逆变与协变用来描述类型转换(type transformation)后的继承关系,其定义:如果A、B表示类型,f(⋅)表示类型转换,≤表示继承关系(比如,A≤B表示A是由B派生出来的子类)

f(⋅)是逆变(contravariant)的,当A≤B时有f(B)≤f(A)成立;

f(⋅)是协变(covariant)的,当A≤B时有f(A)≤f(B)成立;

f(⋅)是不变(invariant)的,当A≤B时上述两个式子均不成立,即f(A)与f(B)相互之间没有继承关系。

概念太抽象,下面分别举例说明:

泛型

令f(A)=ArrayList,那么f(⋅)是逆变、协变还是不变的呢?如果是逆变,则ArrayList是ArrayList的父类型;如果是协变,则ArrayList是ArrayList的子类型;如果是不变,二者没有相互继承关系。ArrayList list =new ArrayList();这句话在编译期间就报错了,这说明A B没有继承关系,则说明泛型是不变的。 (泛型没有内建的协变类型。在使用泛型时,类型信息在编译期被擦除了,也就是Integer是Number的子类这个关系在编译的时候没了,运行时也就无从检查。因此,泛型将这种错误检测移入到编译期。)

数组

令f(A)=[]A,容易证明数组是协变的:

Number[] numbers = new Integer[3];

这是因为数组在语言中是完全定义的,因此内建了编译期和运行时的检查,这点跟上面的集合是有本质区别的。

方法

用一句大白话解释就是:方法的形参是协变的、返回值是逆变的,看下面的例子:

static Number method(Number num) {

    return 1;

}

Object result = method(new Integer(2)); //correct 形参是子类ok所以是协变的,返回值是父类ok,所以是逆变的。

Number result = method(new Object()); //error

Integer result = method(new Integer(2)); //error

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