Java中的泛型和泛型通配符详解

更新时间：2023年07月14日 10:54:26 作者：大脑不能为空

这篇文章主要介绍了Java中的泛型和泛型通配符详解,泛型的作用就是在编译的时候能够检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的在没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”,需要的朋友可以参考下

1. 前言

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许开发者在编译时检测到非法的类型。

泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

2. 泛型的作用

那么泛型的作用就是在编译的时候能够检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的。在没有泛型的情况的下，通过对类型 Object 的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是本身就是一个安全隐患。

public class GlmapperGeneric<T> {
    private T t;
    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }
    public T get() {
        return t;
    }
    /**
     * 不指定类型
     */
    public void noSpecifyType() {
        GlmapperGeneric glmapperGeneric = new GlmapperGeneric();
        glmapperGeneric.set("test");
        // 需要强制类型转换
        String test = (String) glmapperGeneric.get();
        System.out.println(test);
    }
    /**
     * 指定类型
     */
    public void specifyType() {
        GlmapperGeneric<String> glmapperGeneric = new GlmapperGeneric();
        glmapperGeneric.set("test");
        // 不需要强制类型转换
        String test = glmapperGeneric.get();
        System.out.println(test);
    }
}

上面这段代码中的 specifyType 方法中省去了强制转换，可以在编译时候检查类型安全，可以用在类，方法，接口上。

3. 泛型通配符

在查看源码时，能发现有各种没有见过的泛型通配符，例如：T、K、V、E、？等等，那这些通配符究竟有什么意义呢？

3.1 常用的K、V、T、E、？

本质上这些通配符没有任何区别，只是程序员在编码过程中的一些约定俗成的规范。比如上述代码中的 T ，我们可以换成 A-Z 之间的任何一个字母都可以，并不会影响程序的正常运行，但是如果换成其他的字母代替 T ，在可读性上可能会弱一些。通常情况下，T，E，K，V，？是这样约定的：

？表示不确定的 java 类型
T (type) 表示具体的一个java类型
K V (key value) 分别代表java键值中的Key Value
E (element) 代表Element

3.2 无界通配符 “？”

可以指定任意的类型，没有任何限制作用。

例如：

//测试泛型的定义
public class Generic<T> {
    private T name;
    private T flag;
    public void setFlag(T flag){
        this.flag = flag;
    }
    public T getFlag(){
        return this.flag;
    }
}
public class ShowMsg {
    /*如果在Generic对象中确定了类型，那么调用
    例如定义的对象为Generic<String> g时,只
    能输出String类型的getFlag(),而Generic<?>
    则表示通配任何类型*/
    public void showFlag(Generic<?> g){
        System.out.println(g.getFlag());
    }
}
//测试无界通配符
public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        ShowMsg s = new ShowMsg();
        Generic<Integer> c = new Generic<>();
        c.setFlag(100);
        s.showFlag(c);
        Generic<Number> c1 = new Generic<>();
        c1.setFlag(20);
        s.showFlag(c1);
        Generic<String> c2 = new Generic<>();
        c2.setFlag("oldlu");
        s.showFlag(c2);
    }
}

3.3 上届通配符 <? extend E>

特征： 用 extend 关键字声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的子类。

好处：

如果传入的类型不是 E 或者 E 的子类，编译不成功
泛型中可以使用 E 的方法，要不然还得强转成 E 才能使用

举例：

在这里插入图片描述

3.4 下届通配符 <? supper E>

特征： 用 supper 关键字声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的父类型，直至 Object。

注意：在类型参数中使用 super 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的父类。

举例：

在这里插入图片描述

泛型限制为 猫科动物 或者 猫科动物的父类，所以猫作为子类，是不能传入的。

注意： 上界通配符主要用于读数据，下界通配符主要用于写数据。

3.5 ？和 T 的区别

？和 T 都表示不确定的类型，区别在于我们可以对 T 进行操作，但是对？不行，比如如下这种：

// 可以
T t = operate();
// 不可以
？car = operate();

区别1：可以通过 T 保证参数的一致性

泛型方法的定义：

interface MyGeneric {
    // 通过 T 来 确保 泛型参数的一致性
    <T> void testT(List<T> dest, List<T> src);
    //通配符是 不确定的，所以这个方法不能保证两个 List 具有相同的元素类型
    void testNon(List<?> dest, List<?> src);
}
class GlmapperGeneric<E> implements MyGeneric {
    @Override
    public <T> void testT(List<T> dest, List<T> src) {}
    @Override
    public void testNon(List<?> dest, List<?> src) {}
}
@Test
public void test() {
    GlmapperGeneric<String> glmapperGeneric = new GlmapperGeneric<>();
    List<String> dest = new ArrayList<>();
    List<Number> src = new ArrayList<>();
    // 不报错，”？“ 忽略参数是否一致，只要传入即可。
    glmapperGeneric.testNon(dest, src);
    // 报错，“T” 会校验参数是否一致。
    glmapperGeneric.testT(dest, src);
}

区别2：类型参数可以多重限定而通配符不行

interface MultiLimitInterfaceA {}
interface MultiLimitInterfaceB {}
class MultiLimit implements MultiLimitInterfaceA, MultiLimitInterfaceB {
    /**
     * 使用 & 符，设置多重边界
     */
    public <T extends MultiLimitInterfaceA & MultiLimitInterfaceB> void method(T t) {
    }
}

使用 & 符号设定多重边界（Multi Bounds)，指定泛型类型 T 必须是 MultiLimitInterfaceA 和 MultiLimitInterfaceB 的共有子类型，此时变量 t 就具有了所有限定的方法和属性。

对于通配符 “？” 来说，因为它不是一个确定的类型，所以不能进行多重限定。

区别3：通配符可以使用超类限定而类型参数不行

例如：通配符？可以

List<? extends T> getList();
List<? super T> getList();

但参数 T 只能：

List<T extends A> getList();

4. Class<T> 和 Class<?> 的区别

通过动态代理获取实例的例子演示T和?的区别：

/**
 * Class<T> 表明是一个确定的Java类型
 * Class<?> 是一个不确定的Java类型
 * 如果使用Class<?>还需要强制类型转换，所以此处必须使用<T>
 */
public <T> T createInstance(Class<T> clazz) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
    return clazz.newInstance();
}
@Test
public void test() throws InstantiationException, IllegalAccessException {
    A instance = createInstance(A.class);
    B instance1 = createInstance(B.class);
}
class A {}
class B {}

总结：Class<T> 在实例化时，需要将T替换成具体类。Class<?>是通配泛型，? 可以代表任何类型，所以主要在声明时的限制。例如：

// 不报错
public Class<?> clazz;
// 报错
public Class<T> clazz;

如果想Class<T>在声明时不报错，则当前类也指定泛型 T。

class Test<T> {
	public Class<?> clazz;
	// 不报错
	public Class<T> clazz;
}

到此这篇关于Java中的泛型和泛型通配符详解的文章就介绍到这了,更多相关Java泛型通配符内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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