Carson带你学Java:泛型知识知多少

目录

  • 定义
  • 意义(即为什么要使用泛型)
  • 作用及特点
  • 原理
  • 额外说明: List能否转为List

    定义

    可理解为 适配广泛的类型,即参数化类型,可以把类型像方法的参数那样进行传递。

    // 以ArrayList为示例
    // 泛型T可以是任意类
    public class ArrayList {
        private T[] array;
        //...
    }
    
    // 通过泛型的使用,就可创建多种类型的ArrayList
    // 1. 可存储String的ArrayList:
    ArrayList strList = new ArrayList();
    // 相当于
    public class ArrayList {
        private String[] array;
        //...
    }
    
    // 2. 可存储Float的ArrayList:
    ArrayList floatList = new ArrayList();
    // 相当于
    public class ArrayList {
        private Float[] array;
        //...
    }
    

    意义(即为什么要使用泛型)

    通过定义一种模板方式结构,从而保证类型安全 & 匹配。下面将用ArrayList为示例作为说明。

    1. 背景

    ArrayList的本质:一个可变的Object类型数组

    public class ArrayList {
        private Object[] array;
        // ...
    }
    

    2. 问题

    在使用ArrayList存储不同类型时,需要强转类型,不然容易出现ClassCastException异常。如存储String类型:

    // 获取到ArrayList里的Object类型时,必须强制转型为String
    // 不然容易出现ClassCastException异常
    ArrayList list = new ArrayList();
    list.add("carson ho");
    String first = (String) list.get(0);
    

    3. 解决方案

    使用泛型将ArrayList变成一种模板:ArrayList,就可以创建任意类型的ArrayList。即:

    // 泛型T可以是任意类
    public class ArrayList {
        private T[] array;
        //...
    }
    
    // 多种类型
    // 1. 可存储String的ArrayList:
    ArrayList strList = new ArrayList();
    // 相当于
    public class ArrayList {
        private String[] array;
        //...
    }
    
    // 2. 可存储Float的ArrayList:
    ArrayList floatList = new ArrayList();
    // 相当于
    public class ArrayList {
        private Float[] array;
        //...
    }
    

    作用

    1. 使编译器可在编译期间对类型进行检查以提高类型安全,减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常;
    2. 运行时所有的转换都是强制、隐式的,大大提高了代码的重用率。如对集合类取数据时,不需 对存储的数据 进行强制类型转换。

    原理

    基于 类型擦除。即即 使用泛型时加上的类型参数,会在编译器在编译时去掉所以,在生成的 Java 字节码中,不包含泛型中的类型信息。这里需要特别说明的是:

    • Java中的泛型是在编译器层次实现,编译器在编译时尽可能的发现可能出错的地方,但仍无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况;
    • 在代码中定义的List 、List等类型,在编译后都会变成List
    • JVM看到的只是List,而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的
    • 同时需要特别注意的是:

      • 在无泛型的情况下,通常是使用Object类型来进行多种类型数据的操作,此时操作最多的是针对该Object进行数据的强制转换
      • 而这种转换是基于开发者对该数据类型明确的情况下进行(如将Object型转换为String型);若类型不一致,编译器在编译过程中不会报错,但在运行时会出错

      额外说明: List能否转为List

      不能。具体描述如下:

      示意图
      // 代码1和代码2相同
      // 代码1
      List strings = new LinkedList( ); 
       List ints = new LinkedList( );
      
      // 代码2
       List strings = new LinkedList( ); 
       List ints = new LinkedList( );
      
      // 转换方式可以是如下:
      List ss=strings; 
      List objects=ss;
       
       

      至此,关于Java中的泛型讲解完毕。


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