Java通俗易懂讲解泛型

目录
  • 1.什么是泛型
  • 2.引出泛型
  • 3.泛型类的语法
  • 4.裸类型
  • 5.泛型如何编译的
    • 5.1 擦除机制
    • 5.2.泛型数组为什么不能实例化
  • 6.泛型的上界
  • 7.通配符
    • 7.1.通配符能用来干嘛
    • 7.2.通配符的上界(读数据)
    • 7.3.通配符的下界(写数据)

1.什么是泛型

泛型是在JDK1.5引入的新的语法,通俗讲,泛型:就是适用于许多许多类型。从代码上讲,就是对类型实现了参数化。

看到标红的这句话,有些兄弟可能会有疑惑,我们以前传参,传得是一个整形数据,传得是一个引用,我从来没传过类型嘛,类型难道还能作为参数传递???对,没错,接下来,我们就来看一下类型作为参数传递的实现方式

2.引出泛型

我们以前学过继承和多态,我们知道所有类的父类默认是Object类,我们现在目标是:数组中可以存放任何类型的数据,这时候我们就可以new一个Object类型的数组,,,

class MyArray {
    public Object[] array = new Object[10];
    public Object getPos(int pos) {
        return array[pos];
    }
    public void setPos(int pos, Object value) {
        array[pos] = value;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.setPos(0,1);
        myArray.setPos(1,"hello");
    }
}

当我们写出这样一个代码的时候,我们发现数组中什么元素都能放了,可以放整形数据,可以放字符串,还可以放小数,这里面能放的东西太多了,你能知道某个下标的元素是什么样的类型吗??当我们取元素的时候,会发现你的代码编译都不能通过,,,

为什么会出现这样的情况呢,我相信大部分兄弟们都知道,我们观察getPos的返回值是Object,也就意味着我们拿出来的可能是任意元素,但编译器知道吗???它只知道返回的是一个Object:这就很明显了,父类给子类,,这不纯纯的向下转型吗,向下转型就必须要强转类型,否则你的代码就不可能通过。

那么问题又来了,,我这里只是放了两个元素,肉眼还能看的过来,但是这里面的类型时刻在发生改变,就算你知道类型,你每次都需要强转吗,我是动态的啊,我代码是写死的啊,所以这个地方如果用Object去做的话,会显得格外麻烦,而且局限性非常的大

我们现在的困境有两个:

1.任何类型都可以放,不好控制,,,

2.每次取元素的时候,都得进行强制类型转换,,,

这时候我们得搞一手希望工程,我们的希望是:

1.我们能不能自己指定类型

2.我们能不能,不再进行类型转换呀,能不能把这一步省略呀,兄弟!!!

为了解决这一问题,我们java就引入了这个东西----》泛型

那到底怎么指定类型呢,来看代码:

class MyArray <T>{
    //public Object[] array = new Object[10];
    public T[] array = (T[]) new Object[10];//这样写也不好,待会说为什么??
    public T getPos(int pos) {
        return array[pos];
    }
    public void setPos(int pos, T value) {
        array[pos] = value;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //我指定放整形
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
        //后面的尖括号里的类型可以省略,在实例化对象的时候根据前面可以做出判断
        //MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>();
        myArray.setPos(0,1);
        myArray.setPos(1,2);
        Integer ret = myArray.getPos(1);
        System.out.println(ret);
        //我指定放字符串类型
        MyArray<String> myArray2 = new MyArray<>();
        myArray2.setPos(0,"abc");
        myArray2.setPos(1,"bit");
        String ret2 = myArray2.getPos(0);
        System.out.println(ret2);
    }
}

这个代码有几个注意事项:

1.尖括号<>里面只能放引用类型;

2.<T>是一个占位符,代表当前类是一个泛型类;

3.MyArray<Integer> array = new MyArray<>();后面的尖括号可以省略Integer不写,实例化对象的 时候编译器根据前面能做出判断。

看完上面的代码,我相信兄弟们已经明白是怎么一回事了吧

我们刚刚的希望工程也已经实现了

1.<Integer>,指定当前类中,使用的类型是Integer类型

2.泛型帮我在编译期间做了2件事情(目前为止的优点):

  • 存放元素的时候,进行类型的检查
  • 取元素的时候,帮我进行类型的转换

3.泛型类的语法

有了刚刚知识的铺垫,这一块咱就形式化一下啦,,当然,语法还是很重要滴!!

语法:

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用 
new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象

栗子:

MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();

4.裸类型

说明:

兄弟们,咱学了新东西,这旧东西,咱也得了解一下是不咯,,万一以后跟别人聊到了,自己好像从来没听过就尴尬了,,

裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参,例如 MyArrayList 就是一个裸类型

MyArray list = new MyArray();

注意: 我们不要自己去使用裸类型,裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制

5.泛型如何编译的

5.1 擦除机制

我用的是Powershell窗口查看的字节码文件,当然用idea的兄弟们也可以去下载一个展示字节码的插件,,接下来我们看看泛型到底是怎么编译的,,javap -c查看字节码

我们发现在编译期间,所有的T都被擦除为了Object,那既然所有的T都变成了Object,那我们为什要指定类型呢?注意这里不是编译的时候替换,指定类型只是为了在编译的时候帮我们进行类型的检查和转换,并不是替换!!!最终字节码编译完成的时候,所有的T变成了Object,而这就是我们Java当中泛型所谓的擦除机制!!!

提问:那既然T在编译的时候被擦除为了Object,那为啥 T[] array = new T[] 会报错呢?

5.2会给你答案

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