Java泛型各类问题（Java编程思想）

我会带着你远行 2023-06-05 11:21 40阅读 0赞

# 任何基本类型都不能作为类型参数 #

虽然基本类型不能作为类型参数的具体类型，但通过基本类型对应的包装类，可以通过同样的效果，这样就会用到java的自动拆装箱。

import java.util.*;
    
    public class ListOfInt { 
        public static void main(String[] args) { 
            List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();//出现在尖括号里的，只能是包装类
            for(int i = 0; i < 5; i++)
                li.add(i);//自动装箱
            for(int i : li)//自动拆箱
                System.out.print(i + " ");
        }
    } /* Output: 0 1 2 3 4 *///:~

自动拆装箱必然会产生性能问题，有开源库的容器类，能够适配基本类型，比如：Org.apache.commons.collectiions.primitives。但咱没用过，咱也不敢问呢。

import java.util.*;
    
    public class ByteSet { 
        Byte[] possibles = {  1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
        Set<Byte> mySet =
                new HashSet<Byte>(Arrays.asList(possibles));
        // But you can't do this:
        // Set<Byte> mySet2 = new HashSet<Byte>(
        // Arrays.<Byte>asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9));
    } ///:~

注意，`Byte`是包装类。asList是个静态的泛型方法，如果泛型方法没有显式地类型说明，那么自动拆装箱会起作用，把int装箱成Integer，这样泛型方法的类型参数就推断为了Integer。但如果你显式地类型说明了（尖括号里的，只能是包装类），那么不好意思，按照类型检查，传入的参数也必须是包装类，此时自动拆装箱不起作用。

import net.mindview.util.*;
    //此句一般可以不加，如果你的工程里之前已经导入过java编程思想的例子，而其中的一个例子也有Generator泛型接口
    //但Generator的包位置肯定不是net.mindview.util，所以加下面这句，以免编译器误会。不然前两次fill调用编译报错
    import net.mindview.util.Generator;
    
    
    // Fill an array using a generator:
    class FArray { 
        public static <T> T[] fill(T[] a, Generator<T> gen) { 
            for(int i = 0; i < a.length; i++)
                a[i] = gen.next();
            return a;
        }
        public static <T> T testWrap(T t1, T t2) { 
            return t2;
        }    
    }
    
    public class PrimitiveGenericTest { 
        public static void main(String[] args) { 
            String[] strings = FArray.fill(new String[7], new RandomGenerator.String(10));
            for(String s : strings)
                System.out.println(s);
    
            Integer[] integers = FArray.fill(new Integer[7], new RandomGenerator.Integer());
            for(int i: integers)
                System.out.println(i);
            // Autoboxing won't save you here. This won't compile:
            int[] b = FArray.fill(new int[7], new RandomGenerator.Integer());//编译报错
    
            Integer c = FArray.testWrap(1,Integer.valueOf(2));
        }
    }

`int[] b = FArray.fill(new int[7], new RandomGenerator.Integer())`此句报错，是因为T因为第二个实参已经推断为了Integer了，虽然第一个实参貌似也能推断出int进而通过自动装箱变成Integer，但由于第一个形参的类型是数组，即`T[]`。编译器需要第一个形参推断出的`int[]`装箱成`Integer[]`，但这是编译器不允许的，所以编译器报错。下图为编译报错：  
![在这里插入图片描述][20191009232336508.png]  
注意，这里是类型推断就已经出错了，跟变量b的类型没关系的。  
为了形成对比，我写了`testWrap`静态泛型方法，可见非数组的变量进行推断，是可以对变量进行装箱的。`Integer c = FArray.testWrap(1,Integer.valueOf(2))`这里，是将第一个实参推断出来的int自动装箱成Integer的。

# 实现参数化接口 #

interface Payable<T> { }
    
    class Employee implements Payable<Employee> { }
    // 编译报错：无法使用以下不同的参数继承Payable: <Hourly> 和 <Employee>
    class Hourly extends Employee 
            implements Payable<Hourly> { }

在继承泛型类或者泛型接口时，如果有两次继承，那么这两次继承的指定类型不一样时，编译会报错。这个很好理解，毕竟指定的类型不同，编译器要做的工作也不一样（比如进行的类型检查、隐式加的类型转换）。

interface Payable<T> { }
    
    class Employee implements Payable { }
    class Hourly extends Employee
            implements Payable { } ///:~

如果改成，两次继承泛型接口时，都没有指定类型，那么编译不会报错。毕竟，编译器不会做什么工作了，反正两次继承都认为是类型参数是Object，必然也不会冲突了。

# 转型和警告 #

在泛型代码内，使用类型参数T进行强制转换没有实际效果（指编译器运行到这里并没有执行强转）。

class FixedSizeStack<T> { 
        private int index = 0;
        private Object[] storage;
        public FixedSizeStack(int size) { 
            storage = new Object[size];
        }
        public void push(T item) {  storage[index++] = item; }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public T pop() {  return (T)storage[--index]; }//这里实际没有发生强转，从字节码可以看到
    }
    
    public class GenericCast { 
        public static final int SIZE = 10;
        public static void main(String[] args) { 
            FixedSizeStack<String> strings =
                    new FixedSizeStack<String>(SIZE);
            for(String s : "A B C D E F G H I J".split(" "))
                strings.push(s);
            for(int i = 0; i < SIZE; i++) { 
                String s = strings.pop();
                System.out.print(s + " ");
            }
        }
    } /* Output: J I H G F E D C B A *///:~

截取汇编：`57: invokevirtual #9 // Method FixedSizeStack.pop:()Ljava/lang/Object;`，可以看到，返回的是一个Object。强转实际发生在`String s = strings.pop();`即泛型代码的出口。  
虽然用类型参数来强转是假的，但`return (T)storage[--index]`这里编译器还是会报一个unchecked cast警告。（该配合你演出的我，没有演视而不见）

import java.io.*;
    import java.util.*;
    
    public class ClassCasting { 
        //@SuppressWarnings("unchecked")
        public void f(String[] args) throws Exception { 
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(
                    new FileInputStream(args[0]));
        List<Integer> shapes = (List<Integer>)in.readObject();
        
            // Won't Compile:
        //List<Integer> lw1 = List<Integer>.class.cast(in.readObject());
            List lw2 = List.class.cast(in.readObject());
            List<Integer> lw3 = List.class.cast(in.readObject());//unchecked assigned warning
        }
        public static void main(String[] args) {  }
    } ///:~

首先这个`in.readObject()`返回的对象类型是Object，很明显它需要被强转后再使用。`(List<Integer>)in.readObject()`这里会报一个unchecked cast警告。除了直接强转，还可以使用Class对象的cast方法来强转。

*  `List<Integer>.class.cast(in.readObject())`，获得泛型类的Class对象，可以通过`类名.class`获得，但不可以在类名后面确定具体类型作为类型参数。原因是泛型只存在于编译期，泛型后面加类型参数只是为了让编译器帮忙做点编译期的工作。再换个角度， 不管是`List<Integer>`，还是 `List<String>`，实际上编译生成的 .class 文件，永远只有一份。
 *  cast函数的源码其实很简单，它只是帮我们加了一个`@SuppressWarnings("unchecked")`，它和直接强转其实没什么区别。如下，cast里面不能强转的话，就帮我们抛出异常；`return (T) obj;`也是假的，只是隐式帮你加了强制类型转换。甚至编译器会提示你改成`(List)(in.readObject())`。

@SuppressWarnings("unchecked")
        public T cast(Object obj) { 
            if (obj != null && !isInstance(obj))
                throw new ClassCastException(cannotCastMsg(obj));
            return (T) obj;
        }

# 重载 #

函数重载无法区分泛型类的形参，即使你指定了不同的类型参数，因为类型擦除的原因，两个函数的形参的类型在编译器看来是一样的。

class UseList<W,T> { 
        void f(List<T> v) { }//编译报错
        void f(List<W> v) { }
    } ///:~

# 基类劫持了接口 #

其实在前面的“实现参数化接口”章节里面的第一个例子，就体现了基类劫持接口。

public class ComparablePet
    implements Comparable<ComparablePet> { 
      public int compareTo(ComparablePet arg) {  return 0; }
    } 
    
    class Cat extends ComparablePet implements Comparable<Cat>{ 
      // Error: Comparable cannot be inherited with
      // different arguments: <Cat> and <Pet>
      public int compareTo(Cat arg) {  return 0; }
    } ///:~

编译必然报错，ComparablePet已经实现了`Comparable<ComparablePet>`，但cat又要实现`Comparable<Cat>`。

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