Java 泛型，参数类型T和通配符?的边界问题

秒速五厘米 2021-08-31 08:44 364阅读 0赞

**目录**

一、概述

二、和的使用及区别

（1）类型参数

（2）无界通配符

三、有界通配符、

四、泛型擦除

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## 一、概述 ##

1、定义：Java泛型（`generics`）泛型是Java SE 1.5的新特性，**泛型的本质是参数化类型**，也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

2、优势：Java语言引入泛型的优势在于安全、重用。 泛型在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，以提高代码的重用率。

3、作用：相比杂乱地使用`Object声明`变量，再进行强制类型转换的代码而言，使用泛型机制编写的程序代码具有**更好的安全性和可读性**。泛型对于集合类尤其有用，例如，`List<T>容器`就是一个无处不在的泛型集合类。

List<String> list=new ArrayList<>();

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## **二、<T>和<?>的使用及区别** ##

> 好奇List<T>和List<?>有什么区别呢？其实这个问题就是问**无限定类型变量“<T>”**和**无界通配符“<?>”**的区别。

讨论“<T>"和"<?>"**，首先要区分开两种不同的场景：**

*  第一，声明泛型类或泛型方法。
 *  第二，使用泛型类或泛型方法。

类型参数“<T>”主要用于第一种，声明泛型类或泛型方法; 无界通配符“<?>”主要用于第二种，使用泛型类或泛型方法。

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### **（1）类型参数<T>** ###

**1、<T>声明泛型类**

> List<T>最应该出现的地方，应该是定义一个泛型List容器。看看ArrayList的源码：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, 
    Cloneable, java.o.Serializable {
        ... ...
    }

ArrayList<E>中的“E”也是类型参数。只是表示容器中元素Element的时候，习惯用“E”。

换一个简单的例子，我们自己定义一个新泛型容器叫Box<T>。

class Box<T>{
        private T item1;
        private T item2;
    }

> <T>类型参数能够对类型起到‘**约束**’**的作用**，例子中就是为了保证Box里的item1, item2都是同一个类型T。如，Box<String>，代表两个item都是String；Box<Integer>里两个item都是Integer。

**\*那什么时候会使用泛型类呢？**

答：就是作为泛型类的成员字段或成员方法的参数间接出现。

class Box<T>{
        private List<T> item;//泛型类成员字段
    
        public List<T> get(){return item;}//方法返回值
    
        public void set(List<T> t){item=t;}//方法参数
    }

这里写成List<T>为了表示和Box<T>类型参数保持一致。

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2、**<T>声明泛型方法**

> Function类的reduce是个静态泛型方法，注意这方法是**在普通类中定义的，而不是在泛型类中定义的**。这里的List<T>出现在reduce方法参数\\函数返回值\\函数内部，也是为了保持泛型类型的一致性。

class Fuction{
        public static <T> List<T> reduce(List<T> list){
           
        }
    }

注意，**类型变量<T> 放在修饰符（`public static`）的后面，返回类型的前面。**

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### **（2）无界通配符<?>** ###

**1、声明泛型类不能用<?>**

首先，要明确通配符<?>不能拿来声明泛型。错误案例，如下：

class Box<?>{
    //Error Example
        private ? item1;
        private ? item2;
    }

**通配符<?>作用：是使用定义好的泛型类**。

例如，用**<?>**声明List容器的变量类型，然后用一个实例对象给它赋值的时候就比较灵活。

List<?> list = new ArrayList<String>();

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**2、 <?>的CAP\#1问题**

> **List<?>这个写法非常坑**。因为，通配符<?>会捕获具体的String类型，但编译器不叫它String，而是起个临时的代号，比如”CAP\#1“。因此，list不能存String，任何元素都不行，只能存null。

List<?> list = new ArrayList<String>();
    
    list.add("hello");    //ERROR
    //argument mismatch; String cannot be converted to CAP#1
    
    list.add(111);    //ERROR
    //argument mismatch; int cannot be converted to CAP#1

另外，如果拿List<?>做参数，也会有奇妙的事情发生。还是刚才Box<T>的例子，有get()和set()两个方

class Box<T>{
        private List<T> item;
        public List<T> get(){return item;}
        public void set(List<T> t){item=t;}
    
        //把item取出来，再放回去, ERROR
        public void getSet(Box<?> box){box.set(box.get());
        //error: incompatible types: Object cannot be converted to CAP#1
    }    
    }

新的getSet()方法，只是把item先用get()方法读出来，然后再用set()方法存回去。按理说不可能有问题。实际运行却会报错。原因和前面一样，用通配符<?>声明的类型泛型类Box，调用box.set()的参数类型被编译器捕获，命名为'CAP\#1'，和box<?>.get()返回的Object对象无法匹配。

**3、解决方法**

> 通过写一个helper()**辅助函数。**

class Box<T>{
        private List<T> item;
        public List<T> get(){return item;}
        public void set(List<T> t){item=t;}
    
        //getSet()方法存取元素
        public void getSet(Box<?> box){helper(box);}
        //helper()辅助函数
        public <V> void helper(Box<V> box){box.set(box.get());}
    }

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## 三、**有界通配符<? extends X>、<? super X>** ##

> 常用的是<? extends X>或者<? super XXX>两种，带有上下界的通配符。
> 
> 其中，上界可以有多层<? extends X extends XX>。
> 
>  
> 
> **注意：**
> 
>  *  对于无界通配符<?> extends 的通配符限定泛型，我们无法向里面添加元素(只可以添加null)，只能读取其中的元素。
>  *  对于无界通配符<?> super 的通配符限定泛型，我们可以读取其中的元素，但读取出来的元素会变为 Object 类型。
> 
>

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## 四、**泛型擦除** ##

> Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的，在运行期生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的，使用泛型的时候加上类型参数，在编译器编译的时候会去掉，这个过程成为**类型擦除**。

我们先看一个例子：

ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
            list1.add("abc");
    
    ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
            list2.add(123);
    
    System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass());

打印结果：**true**

结果显示list1和list2居然是同一个类型的ArrayList，在运行时我们传入的类型变量String和Integer都被擦除掉了，只剩下**原始类型**。原因是Java语言泛型在设计的时候为了兼容原来的旧代码，虚拟机并不知道泛型的存在，因为泛型在编译阶段就已经被处理成普通的类和方法了。类型擦除规则：

*  若泛型类型没有指定具体类型，用Object作为原始类型；
 *  若有限定类型< T exnteds XClass >，使用XClass作为原始类型；
 *  若有多个限定< T exnteds XClass1 & XClass2 >，使用第一个边界类型XClass1作为原始类型；