泛型的主要好處就是讓編譯器保留參數(shù)的類(lèi)型信息,執(zhí)行類(lèi)型檢查,執(zhí)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換(casting)操作,編譯器保證了這些類(lèi)型轉(zhuǎn)換(casting)的絕對(duì)無(wú)誤。
/******* 不使用泛型類(lèi)型 *******/
List list1 = new ArrayList();
list1.add(8080); //編譯器不檢查值
String str1 = (String)list1.get(0); //需手動(dòng)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,如轉(zhuǎn)換類(lèi)型與原數(shù)據(jù)類(lèi)型不一致將拋出ClassCastException異常
/******* 使用泛型類(lèi)型 *******/
List<String> list2 = new ArrayList<String>();
list2.add("value"); //[類(lèi)型安全的寫(xiě)入數(shù)據(jù)] 編譯器檢查該值,該值必須是String類(lèi)型才能通過(guò)編譯
String str2 = list2.get(0); //[類(lèi)型安全的讀取數(shù)據(jù)] 不需要手動(dòng)轉(zhuǎn)換
泛型的類(lèi)型擦除:
Java 中的泛型只存在于編譯期,在將 Java 源文件編譯完成 Java 字節(jié)代碼中是不包含泛型中的類(lèi)型信息的。使用泛型的時(shí)候加上的類(lèi)型參數(shù),會(huì)被編譯器在編譯的時(shí)候去掉。
這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為類(lèi)型擦除(type erasure)。
List<String> list1 = new ArrayList<String>();
List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); // 輸出結(jié)果: true
System.out.println(list1.getClass().getName()); // 輸出結(jié)果: java.util.ArrayList
System.out.println(list2.getClass().getName()); // 輸出結(jié)果: java.util.ArrayList
在以上代碼中定義的 List<String> 和 List<Integer> 等類(lèi)型,在編譯之后都會(huì)變成 List,而由泛型附加的類(lèi)型信息對(duì) JVM 來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的,所以第一條打印語(yǔ)句輸出 true,
第二、第三條打印語(yǔ)句都輸出 java.util.ArrayList,這都說(shuō)明 List<String> 和 List<Integer> 的對(duì)象使用的都是同一份字節(jié)碼,運(yùn)行期間并不存在泛型。
來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
package test;
import java.util.List;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 類(lèi)型擦除
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class GenericsApp {
public void method(List<String> list){
}
/*
* 編譯出錯(cuò),這兩個(gè)方法不屬于重載,由于類(lèi)型的擦除,使得這兩個(gè)方法的參數(shù)列表的參數(shù)均為L(zhǎng)ist類(lèi)型,
* 這就相當(dāng)于同一個(gè)方法被聲明了兩次,編譯自然無(wú)法通過(guò)了
*
public void method(List<Integer> list){
}
*/
}
以此類(lèi)為例,在 cmd 中 編譯 GenericsApp.java 得到字節(jié)碼,然后再反編譯這份字節(jié)碼:

從圖中可以看出,經(jīng)反編譯后的源碼中 method 方法的參數(shù)變成了 List 類(lèi)型,說(shuō)明泛型的類(lèi)型被擦除了,字節(jié)碼文件中不存在泛型,也就是說(shuō),運(yùn)行期間泛型并不存在,它在
編譯完成之后就已經(jīng)被擦除了。
泛型類(lèi)型的子類(lèi)型:
泛型類(lèi)型跟其是否是泛型類(lèi)型的子類(lèi)型沒(méi)有任何關(guān)系。
List<Object> list1;
List<String> list2;
list1 = list2; // 編譯出錯(cuò)
list2 = list1; // 編譯出錯(cuò)
在 Java 中,Object 類(lèi)是所有類(lèi)的超類(lèi),自然而然的 Object 類(lèi)是 String 類(lèi)的超類(lèi),按理,將一個(gè) String 類(lèi)型的對(duì)象賦值給一個(gè) Object 類(lèi)型的對(duì)象是可行的,
但是泛型中并不存在這樣的邏輯,泛型類(lèi)型跟其是否子類(lèi)型沒(méi)有任何關(guān)系。
泛型中的通配符(?):
由于泛型類(lèi)型與其子類(lèi)型存在不相關(guān)性,那么在不能確定泛型類(lèi)型的時(shí)候,可以使用通配符(?),通配符(?)能匹配任意類(lèi)型。
List<?> list;
List<Object> list1 = null;
List<String> list2 = null;
list = list1;
list = list2;
限定通配符的上界:
ArrayList<? extends Number> collection = null;
collection = new ArrayList<Number>();
collection = new ArrayList<Short>();
collection = new ArrayList<Integer>();
collection = new ArrayList<Long>();
collection = new ArrayList<Float>();
collection = new ArrayList<Double>();
? extends XX,XX 類(lèi)是用來(lái)限定通配符的上界,XX 類(lèi)是能匹配的最頂層的類(lèi),它只能匹配 XX 類(lèi)以及 XX 類(lèi)的子類(lèi)。在以上代碼中,Number 類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)有:
AtomicInteger、AtomicLong、 BigDecimal、 BigInteger、 Byte、 Double、 Float、 Integer、 Long、 Short ,因此以上代碼均無(wú)錯(cuò)誤。
限定通配符的下界:
ArrayList<? super Integer> collection = null;
collection = new ArrayList<Object>();
collection = new ArrayList<Number>();
collection = new ArrayList<Integer>();
? super XX,XX 類(lèi)是用來(lái)限定通配符的下界,XX 類(lèi)是能匹配的最底層的類(lèi),它只能匹配 XX 類(lèi)以及 XX 類(lèi)的超類(lèi),在以上代碼中,Integer 類(lèi)的超類(lèi)有:
Number、Object,因此以上代碼均能通過(guò)編譯無(wú)誤。
通過(guò)反射獲得泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù):
java.lang.Class 類(lèi)從 Java 1.5 起(如果沒(méi)記錯(cuò)的話(huà)),提供了一個(gè) getGenericSuperclass() 方法來(lái)獲取直接超類(lèi)的泛型類(lèi)型
package test;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Base<T> {
private Class<T> entityClass;
//代碼塊,也可將其放置到構(gòu)造子中
{
entityClass =(Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0];
}
//泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù)的類(lèi)全名
public String getEntityName(){
return entityClass.getName();
}
//泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù)的類(lèi)名
public String getEntitySimpleName(){
return entityClass.getSimpleName();
}
//泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù)的Class
public Class<T> getEntityClass() {
return entityClass;
}
}
(Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0]; 相當(dāng)于:
//代碼塊,也可將其放置到構(gòu)造子中
{
//entityClass =(Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0];
try {
Class<?> clazz = getClass(); //獲取實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)的 Class
Type type = clazz.getGenericSuperclass(); //獲取實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)的直接超類(lèi)的泛型類(lèi)型
if(type instanceof ParameterizedType){ //如果該泛型類(lèi)型是參數(shù)化類(lèi)型
Type[] parameterizedType = ((ParameterizedType)type).getActualTypeArguments();//獲取泛型類(lèi)型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù)集
entityClass = (Class<T>) parameterizedType[0]; //取出第一個(gè)(下標(biāo)為0)參數(shù)的值
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
注意,獲取 Class 實(shí)例的時(shí)候是用 getClass(),而不是用 Base.class,獲取 Class 的方式有三種,這是其中的兩種,還有一種是 Class.forName("類(lèi)全名"),如需了解反射的基礎(chǔ)知識(shí)
請(qǐng)前往上一篇隨筆 java 反射基礎(chǔ)
那么,Base.class 與 getClass(),這兩個(gè)方法來(lái)獲取類(lèi)的字節(jié)碼的時(shí)候,Base.class 是寫(xiě)死了的,它得到的永遠(yuǎn)是 Base 類(lèi)的字節(jié)碼,
而 getClass() 方法則不同,在上面代碼注釋中的第一、二行注釋我用了“實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)”6個(gè)字,這幾個(gè)字很重要,是一定要理解的。
為了方便大家的理解,下面插加一個(gè)小例子來(lái)加以說(shuō)明 類(lèi).class 與 getClass() 兩種方法來(lái)獲取類(lèi)的字節(jié)碼有什么區(qū)別:
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 超類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Father {
public Father (){
System.out.println("Father 類(lèi)的構(gòu)造子:");
System.out.println("Father.class :" + Father.class);
System.out.println("getClass() :" + getClass());
}
}
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 超類(lèi)的子類(lèi)(超類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi))
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Children extends Father{
}
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 測(cè)試類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
new Children(); //實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)是Children(Father類(lèi)的子類(lèi)或者說(shuō)是實(shí)現(xiàn)類(lèi))
}
}
后臺(tái)打印輸出的結(jié)果:
Father 類(lèi)的構(gòu)造子:
Father.class :class test.Father
getClass() :class test.Children
從打印出的結(jié)果看來(lái),類(lèi).class 與 getClass() 的區(qū)別很明了了,getClass() 獲取的是實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)的字節(jié)碼,它不一定是當(dāng)前類(lèi)的 Class,有可能是當(dāng)前類(lèi)的子類(lèi)的 Class,具體是哪
個(gè)類(lèi)的 Class,需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)來(lái)確定,new 哪個(gè)類(lèi),getClass() 獲取的就是哪個(gè)類(lèi)的 Class,而 類(lèi).class 獲取得到的 Class 永遠(yuǎn)只能是該類(lèi)的 Class,這點(diǎn)是有很大的區(qū)別的。
如果 getClass() 理解了,那 clazz.getGenericSuperclass() 也應(yīng)該能夠理解了的,千萬(wàn)不要以為 clazz.getGenericSuperclass() 獲取得到的是 Object 類(lèi)那就成了,
實(shí)際上假如當(dāng)前運(yùn)行的類(lèi)是 Base 類(lèi)的子類(lèi),那么 clazz.getGenericSuperclass() 獲取得到的就是 Base 類(lèi)。
(Class<T>) parameterizedType[0],怎么就知道第一個(gè)參數(shù)(parameterizedType[0])就是該泛型的實(shí)際類(lèi)型呢?很簡(jiǎn)單,因?yàn)?Base<T> 的泛型的類(lèi)型
參數(shù)列表中只有一個(gè)參數(shù),所以,第一個(gè)元素就是泛型 T 的實(shí)際參數(shù)類(lèi)型。
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 測(cè)試類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
Base<String> base = new Base<String>();
System.out.println(base.getEntityClass()); //打印輸出 null
// System.out.println(base.getEntityName()); //拋出 NullPointerException 異常
// System.out.println(base.getEntitySimpleName()); //拋出 NullPointerException 異常
}
}
從打印的結(jié)果來(lái)看,Base 類(lèi)并不能直接來(lái)使用,為什么會(huì)這樣?原因很簡(jiǎn)單,由于 Base 類(lèi)中的 clazz.getGenericSuperclass() 方法,如果隨隨便便的就確定 Base 類(lèi)的泛型的類(lèi)型
參數(shù),則很可能無(wú)法通過(guò) Base 類(lèi)中的 if 判斷,導(dǎo)致 entityClass 的值為 null,像這里的 Base<String>,String 的 超類(lèi)是 Object,而 Object 并不能通過(guò) if 的判斷語(yǔ)句。
Base 類(lèi)不能夠直接來(lái)使用,而是應(yīng)該通過(guò)其子類(lèi)來(lái)使用,Base 應(yīng)該用來(lái)作為一個(gè)基類(lèi),我們要用的是它的具體的子類(lèi),下面來(lái)看下代碼,它的子類(lèi)也不是隨便寫(xiě)的:
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 Base類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Child extends Base<Child>{
}
從上面代碼來(lái)看,Base 的泛型類(lèi)型參數(shù)就是 Base 的子類(lèi)本身,這樣一來(lái),當(dāng)使用 Base 類(lèi)的子類(lèi) Child 類(lèi)時(shí),Base 類(lèi)就能準(zhǔn)確的獲取到當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行的類(lèi)的 Class,來(lái)看下怎么使用
package test;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 測(cè)試類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-25 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
Child child = new Child();
System.out.println(child.getEntityClass());
System.out.println(child.getEntityName());
System.out.println(child.getEntitySimpleName());
}
}
后臺(tái)打印輸出的結(jié)果:
class test.Child
test.Child
Child
好了,文章接近尾聲了,如果你能理解透這個(gè)例子,你可以將這個(gè)思想運(yùn)用到 DAO 層面上來(lái),以 Base 類(lèi)作為所有 DAO 實(shí)現(xiàn)類(lèi)的基類(lèi),在 Base 類(lèi)里面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的 CURD 等基本
操作,然后再使所有具體的 DAO 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)基類(lèi),那么,實(shí)現(xiàn)這個(gè)基類(lèi)的所有的具體的 DAO 都不必再實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的 CURD 等基本操作了,這無(wú)疑是一個(gè)很棒的做法。
(通過(guò)反射獲得泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù))補(bǔ)充:
泛型反射的關(guān)鍵是獲取 ParameterizedType 接口,再調(diào)用 ParameterizedType 接口中的 getActualTypeArguments() 方法就可獲得實(shí)際綁定的類(lèi)型。
由于去參數(shù)化(擦拭法),也只有在 超類(lèi)(調(diào)用 getGenericSuperclass 方法) 或者成員變量(調(diào)用 getGenericType 方法)或者方法(調(diào)用 getGenericParameterTypes 方法)
像這些有方法返回 ParameterizedType 類(lèi)型的時(shí)候才能反射成功。
上面只談到超類(lèi)如何反射,下面將變量和方法的兩種反射補(bǔ)上:
通過(guò)方法,反射獲得泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù):
package test;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.Collection;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 測(cè)試類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-26 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Test {
public static void main(String[] args){
/**
* 泛型編譯后會(huì)去參數(shù)化(擦拭法),因此無(wú)法直接用反射獲取泛型的參數(shù)類(lèi)型
* 可以把泛型用做一個(gè)方法的參數(shù)類(lèi)型,方法可以保留參數(shù)的相關(guān)信息,這樣就可以用反射先獲取方法的信息
* 然后再進(jìn)一步獲取泛型參數(shù)的相關(guān)信息,這樣就得到了泛型的實(shí)際參數(shù)類(lèi)型
*/
try {
Class<?> clazz = Test.class; //取得 Class
Method method = clazz.getDeclaredMethod("applyCollection", Collection.class); //取得方法
Type[] type = method.getGenericParameterTypes(); //取得泛型類(lèi)型參數(shù)集
ParameterizedType ptype = (ParameterizedType)type[0];//將其轉(zhuǎn)成參數(shù)化類(lèi)型,因?yàn)樵诜椒ㄖ蟹盒褪菂?shù),且Number是第一個(gè)類(lèi)型參數(shù)
type = ptype.getActualTypeArguments(); //取得參數(shù)的實(shí)際類(lèi)型
System.out.println(type[0]); //取出第一個(gè)元素
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//聲明一個(gè)空的方法,并將泛型用做為方法的參數(shù)類(lèi)型
public void applyCollection(Collection<Number> collection){
}
}
后臺(tái)打印輸出的結(jié)果:
class java.lang.Number
通過(guò)字段變量,反射獲得泛型的實(shí)際類(lèi)型參數(shù):
package test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.Collection;
import java.util.Map;
/**
* -----------------------------------------
* @描述 測(cè)試類(lèi)
* @作者 fancy
* @郵箱 fancydeepin@yeah.net
* @日期 2012-8-26 <p>
* -----------------------------------------
*/
public class Test {
private Map<String, Number> collection;
public static void main(String[] args){
try {
Class<?> clazz = Test.class; //取得 Class
Field field = clazz.getDeclaredField("collection"); //取得字段變量
Type type = field.getGenericType(); //取得泛型的類(lèi)型
ParameterizedType ptype = (ParameterizedType)type; //轉(zhuǎn)成參數(shù)化類(lèi)型
System.out.println(ptype.getActualTypeArguments()[0]); //取出第一個(gè)參數(shù)的實(shí)際類(lèi)型
System.out.println(ptype.getActualTypeArguments()[1]); //取出第二個(gè)參數(shù)的實(shí)際類(lèi)型
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
后臺(tái)打印輸出的結(jié)果:
class java.lang.String
class java.lang.Number