java 基础 - 泛型

泛型

术语	中文含义	举例
Parameterized type	参数化的类型	List
Actual type	parameter	实际类型参数String
Generic type	泛型类型	List
Formal type	parameter	形式类型参数 E
Unbounded wildcard type	无限制通配符类型	List
Raw type	原始类型	List
Bounded type parameter	有限制类型参数
Recursive type bound	递归类型限制
Bounded wildcard type	有限制通配符类型	List
Generic method	泛型方法	static List asList(E[] a)
Type token	类型令牌	String.class

不要使用原始类型（如List）

每一种泛型类型都定义一个原生态类型，例如List对应的原生态类型就是List，他们的存在主要是为了与泛型出现之前的代码兼容。

有了泛型之后，类型声明中可以包含信息，而不是通过注释去提醒：

private final Collection stamps = ....

从这个声明中，编译器知道stamps 集合应该只包含Stamp 实例，错误的插入会生成一个编译时错误消息，提醒具体是哪里出错了：

Test.java:9: error: incompatible types: Coin cannot be converted to Stamp
c.add(new Coin());
^
当从集合中检索元素时，编译器会为你插入不可⻅的强制转换

如果使用诸如List 之类的原始类型，则会丢失类型安全性，但是如果使用参数化类型（例如List）则不会

原始类型List逃避了泛型检查，而参数化类型List 明确地告诉编译器，它能够保存任何类型的对象。

可以将List 传递给List 类型的参数，但不能将其传递给List 类型的参数。泛型有子类型化的规则，List 是原始类型 List 的子类型，但不是参数化类型List 的子类型

为了更直观的说明，给出下面的代码：

public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        unsafeAdd(strings, Integer.valueOf(42));
        String s = strings.get(0); // Has compiler-generated cast
    }
 
    private static void unsafeAdd(List list, Object o) {
        list.add(o);
    }

如果运行该程序，则当程序尝试调用strings.get(0)的结果（一个Integer）转换为一个String 时，会得到ClassCastException 异常。

如果在unsafeAdd的声明中的原始类型List 替换参数化类型List，则编译器直接就会给出报错信息：

在不确定或不在意集合中元素类型时，可能会用到原始类型。例如编写一个返回两个集合中重复元素个数的程序：

static int numElementsInCommon(Set s1, Set s2) {
   int result = 0;
   for (Object o1 : s1)
	   if (s2.contains(o1))
		result++;
    return result;
}

这种方法使用原始类型，是危险的。安全替代方式是使用无限制通配符类型（unbounded wildcard types）。如果要使用泛型类型，但不知道或关心实际类型参数是什么，则可以使用问号来代替。例如，泛型类型 Set 的无限制通配符类型是Set

static int numElementsInCommon(Set s1, Set s2){…}
“不要使用原始类型”这条规则有几个特例情况：

1. 必须在类签名（class literals）中使用原始类型

例如List.class，String[].class 和int.class 都是合法的，但List.class 和List.class 不合法

2. 因为泛型类型信息在运行时被擦除，所以在以外的参数化类型上使用instanceof是非法的
   下面是使用泛型类型的instanceof 运算的示例：

if (o instanceof Set) { // Raw type
	Set<?> s = (Set<?>) o; // Wildcard type
	...
}

一旦确定 o 对象是一个Set，则必须将其转换为通配符Set。这是一个强制转换，所以不会导致编译器警告。

消除非受检的警告

使用泛型编程时，会看到许多编译器警告：

• 非受检强制转换警告（unchecked cast warning）
• 非受检方法调用警告
• 非受检参数化可变参数类型警告（unchecked parameterized vararg type warning）
• 非受检转换警告（unchecked conversion warning）

有些警告非常难消除，但还是要秉承尽可能消除每一个受检警告的原则，如果不能消除警告，但确信引发警告的代码是类型安全的，那么用@SuppressWarnings(“unchecked”)注解来禁止这条警告。

如果在不止一行的方法或构造函数中使用了@SuppressWarnings(“unchecked”)，可以将它移动到一个局部变量的声明中。

将@SuppressWarnings(“unchecked”)注解放在return语句中是不合法的，因为它不是一个声明，也不要把注解放在整个方法上，而是应该声明一个局部变量来保存返回值，在局部变量上面添加注解：

public <T> T[] toArray(T[] a) {
	if (a.length < size) {
		// This cast is correct because the array we're creating
		// is of the same type as the one passed in, which is T[].
		@SuppressWarnings("unchecked") 
		T[] result = (T[]) Arrays.copyOf(elements, size, a.getClass());
		return result;
	}
	System.arraycopy(elements, 0, a, 0, size);
	if (a.length > size)
		a[size] = null;
	return a;
}

每当使用@SuppressWarnings(“unchecked”) 注解时，都要写一下注释，说明为什么这么做是安全的

列表优于数组

数组与泛型有很大的不同：

1. 数组是协变的（covariant）(如果Sub是Super的子类型，则数组类型Sub[] 是数组类型Super[] 的子类型)

2. 泛型是不变的（invariant）
   对于任何两种不同的类型Type1 和Type2，List 既不是List 的子类型也不是父类型。

现在有两段代码：

//Throws ArrayStoreException
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = "I don't fit in"; 

// Incompatible types
List