北京北大青鳥學校講解:Java泛型的基礎(chǔ)知識(一)

北京北大青鳥學校學術(shù)部今年將繼續(xù)講解關(guān)于Java泛型的一些技術(shù)知識,關(guān)于Java泛型的定義、相關(guān)例子等請參考之前的兩篇文章,在這里就不做陳述了。

類型參數(shù)
北京北大青鳥學校講師介紹:在定義泛型類或聲明泛型類的變量時,使用尖括號來指定形式類型參數(shù)。形式類型參數(shù)與實際類型參數(shù)之間的關(guān)系類似于形式方法參數(shù)與實際方法參數(shù)之間的關(guān)系,只是類型參數(shù)表示類型,而不是表示值。

泛型類中的類型參數(shù)幾乎可以用于任何可以使用類名的地方。例如,下面是 java.util.Map 接口的定義的摘錄:(北大青鳥課程
public interface Map<K, V> {
public void put(K key, V value);
public V get(K key);
}
Map 接口是由兩個類型參數(shù)化的,這兩個類型是鍵類型 K 和值類型 V。(不使用泛型)將會接受或返回 Object 的方法現(xiàn)在在它們的方法簽名中使用 K 或 V,指示附加的類型約束位于 Map 的規(guī)格說明之下。

當聲明或者實例化一個泛型的對象時,必須指定類型參數(shù)的值:(北大青鳥課程)
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

北京北大青鳥學校講師提醒,在本例中,必須指定兩次類型參數(shù)。一次是在聲明變量 map 的類型時,另一次是在選擇 HashMap 類的參數(shù)化以便可以實例化正確類型的一個實例時。

編譯器在遇到一個 Map<String, String> 類型的變量時,知道 K 和 V 現(xiàn)在被綁定為 String,因此它知道在這樣的變量上調(diào)用 Map.get() 將會得到 String 類型。(北大青鳥課程

除了異常類型、枚舉或匿名內(nèi)部類以外,任何類都可以具有類型參數(shù)。

命名類型參數(shù)
北京北大青鳥學校講師介紹:推薦的命名約定是使用大寫的單個字母名稱作為類型參數(shù)。這與 C++ 約定有所不同(參閱 附錄 A:與 C++ 模板的比較),并反映了大多數(shù)泛型類將具有少量類型參數(shù)的假定。對于常見的泛型模式,推薦的名稱是:
K —— 鍵,比如映射的鍵。
V —— 值,比如 List 和 Set 的內(nèi)容,或者 Map 中的值。
E —— 異常類。
T —— 泛型。

泛型不是協(xié)變的
關(guān)于泛型的混淆,一個常見的來源就是假設(shè)它們像數(shù)組一樣是協(xié)變的。其實它們不是協(xié)變的。List<Object> 不是 List<String> 的父類型。(北大青鳥課程

如果 A 擴展 B,那么 A 的數(shù)組也是 B 的數(shù)組,并且完全可以在需要 B[] 的地方使用 A[]:
Integer[] intArray = new Integer[10];
Number[] numberArray = intArray;
上面的代碼是有效的,因為一個 Integer 是 一個 Number,因而一個 Integer 數(shù)組是 一個 Number 數(shù)組。但是對于泛型來說則不然。

下面的代碼是無效的:(北大青鳥課程)
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
List<Number> numberList = intList; // invalid

最初,大多數(shù) Java 程序員覺得這缺少協(xié)變很煩人,或者甚至是“壞的(broken)”,但是之所以這樣有一個很好的原因。如果可以將 List<Integer> 賦給 List<Number>,下面的代碼就會違背泛型應(yīng)該提供的類型安全:

List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
List<Number> numberList = intList; // invalid
numberList.add(new Float(3.1415));

因為 intList 和 numberList 都是有別名的,如果允許的話,上面的代碼就會讓您將不是 Integers 的東西放進 intList 中。但是,正如下一屏將會看到的,您有一個更加靈活的方式來定義泛型。(北大青鳥課程

類型通配符
北京北大青鳥學校講師介紹:假設(shè)您具有該方法:
void printList(List l) {
for (Object o : l)
    System.out.println(o);
}

上面的代碼在 JDK 5.0 上編譯通過,但是如果試圖用 List<Integer> 調(diào)用它,則會得到警告。出現(xiàn)警告是因為,您將泛型(List<Integer>)傳遞給一個只承諾將它當作 List(所謂的原始類型)的方法,這將破壞使用泛型的類型安全。

如果試圖編寫像下面這樣的方法,那么將會怎么樣?(北大青鳥課程
void printList(List<Object> l) {
for (Object o : l)
    System.out.println(o);
}

它仍然不會通過編譯,因為一個 List<Integer> 不是 一個 List<Object>(正如前一屏 泛型不是協(xié)變的 中所學的)。這才真正煩人 —— 現(xiàn)在您的泛型版本還沒有普通的非泛型版本有用。ū贝笄帏B課程)

解決方案是使用類型通配符:
void printList(List<?> l) {
for (Object o : l)
    System.out.println(o);
}

上面代碼中的問號是一個類型通配符。它讀作“問號”。List<?> 是任何泛型 List 的父類型,所以您完全可以將 List<Object>、List<Integer> 或 List<List<List<Flutzpah>>> 傳遞給 printList()。

類型通配符的作用
北京北大青鳥學校講師介紹:前一屏 類型通配符 中引入了類型通配符,這讓您可以聲明 List<?> 類型的變量。您可以對這樣的 List 做什么呢?非常方便,可以從中檢索元素,但是不能添加元素。原因不是編譯器知道哪些方法修改列表哪些方法不修改列表,而是(大多數(shù))變化的方法比不變化的方法需要更多的類型信息。下面的代碼則工作得很好:

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
System.out.println(lu.get(0));(北大青鳥課程)

為什么該代碼能工作呢?北京北大青鳥學校講師介紹:對于 lu,編譯器一點都不知道 List 的類型參數(shù)的值。但是編譯器比較聰明,它可以做一些類型推理。在本例中,它推斷未知的類型參數(shù)必須擴展 Object。(這個特定的推理沒有太大的跳躍,但是編譯器可以作出一些非常令人佩服的類型推理,后面就會看到(在 底層細節(jié) 一節(jié)中)。所以它讓您調(diào)用 List.get() 并推斷返回類型為 Object。

另一方面,下面的代碼不能工作:
List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
lu.add(new Integer(43)); // error

在本例中,對于 lu,編譯器不能對 List 的類型參數(shù)作出足夠嚴密的推理,以確定將 Integer 傳遞給 List.add() 是類型安全的。所以編譯器將不允許您這么做。(北大青鳥課程

北京北大青鳥學校講師提醒:以免您仍然認為編譯器知道哪些方法更改列表的內(nèi)容哪些不更改列表內(nèi)容,請注意下面的代碼將能工作,因為它不依賴于編譯器必須知道關(guān)于 lu 的類型參數(shù)的任何信息:

List<Integer> li = new ArrayList<Integer>();
li.add(new Integer(42));
List<?> lu = li;
lu.clear();(北京北大青鳥學校,未完待續(xù))

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