六、java泛型总结（设计背景\基本使用\堆污染\类型擦除）

1、泛型的设计背景

参考《java编程思想4.0》中关于jdk 1.5 引入泛型的原因，有两点：

1.1 多态有类型的范围限制，当想设计一个类，让其中用到的类型更通用时，多态无法满足。
在java中，当我们为了让程序更易扩展、或者让代码更灵活，首先会考虑使用继承，或者接口进行设计（多态），但是这两种方式总会有一个使用范围限制。使用继承必须是基类的扩展类，使用接口则必须实现该接口。

附如下代码（继承方式），Test 类drawSth(Shape shape) 的入参必须是Shape的子类。

public abstract class Shape{

    public abstract void draw();

}

class  Circle extends  Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("a Circle");
    }
}
class  Triangle extends Shape{

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("a Triangle");
    }
}
class Test{

    public void drawSth(Shape shape){
        shape.draw();
    }

    public static void main(String[] args) {

        Test test = new Test();
        test.drawSth(new Circle()); //多态：向上造型
        test.drawSth(new Triangle());
    }

}

1.2 容器技术，一个类持有大量对象时，方案更优雅（如集合ArrayList的设计）

2 、泛型的基本使用

声明：使用一对 <> 声明，按使用位置分 泛型类、泛型方法、泛型接口

//泛型类 （也是对象持有技术的一种，另有继承，组合）
public class Test {
     private K  q;
     private V  q1;
     private H  q2;
    }

//泛型方法 
public    K  ddd(){
    return null;
}

//泛型接口
public interface Test {}

通配符边界
无界: eg: LIst
上界: eg: List
下界 : eg: List

3、使用注意

3.1 只是作用在方法上的话，尽量使用泛型方法，让读者更明确泛型的目的
3.2 声明在类上的泛型，类中静态方法无法使用，因为静态方法属于类级别，跟对象创建时机不一致。
3.3 注意堆污染
当一个持有泛型a的对象A，赋值给无泛型的对象B，再将B赋值给持有不同泛型的对象C，这时候取值会发生类型转换异常： ClassCastException
如下代码：

public static void main(String[] args) {


        List strList = new ArrayList<>();
        strList.add("a");
        List integerList = new ArrayList<>();
        integerList.add(0);

        List list = integerList;

        List stringList = list;

        System.out.println(stringList.get(0));

    }

运行结果：

image.png

4、拓展

4.1 类型擦除
泛型只在编译器期作用，运行期把类型擦除了。
示例代码：List 对象如果想直接添加 Integer 类型的元素，会有一条红线提示编译不通过，但是通过反射在运行期间进行添加，却能添加成功。

  public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {


        List strList = new ArrayList<>();
        strList.add("a");
        System.out.println("编译期"+strList.size());
        //strList.add(123);  //编译器无法通过编译

        //使用反射进行运行期动态操作
        Class aClass = strList.getClass();
        Method add = aClass.getDeclaredMethod("add", Object.class);
        add.invoke(strList,123);
        System.out.println("运行期"+strList.size());


    }