北京北大青鳥學校學術部今年將繼續講解關于Java泛型的一些技術知識,關于Java泛型的定義、相關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
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。形式類型參數與實際類型參數之間的關系類似于形式方法參數與實際方法參數之間的關系,只是類型參數表示類型,而不是表示值。
泛型類中的類型參數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。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 現在被綁定為 String,因此它知道在這樣的變量上調用 Map.get() 將會得到 String 類型。(北大青鳥課程)
除了異常類型、枚舉或匿名內部類以外,任何類都可以具有類型參數。
命名類型參數
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。這與 C++ 約定有所不同(參閱 附錄 A:與 C++ 模板的比較),并反映了大多數泛型類將具有少量類型參數的假定。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 的內容,或者 Map 中的值。
E —— 異常類。
T —— 泛型。
泛型不是協變的
關于泛型的混淆,一個常見的來源就是假設它們像數組一樣是協變的。其實它們不是協變的。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 的數組也是 B 的數組,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 數組是 一個 Number 數組。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 Java 程序員覺得這缺少協變很煩人,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> 調用它,則會得到警告。出現警告是因為,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 泛型不是協變的 中所學的)。這才真正煩人 —— 現在您的泛型版本還沒有普通的非泛型版本有用!(北大青鳥課程)
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)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 一節中)。所以它讓您調用 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容哪些不更改列表內容,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于 lu 的類型參數的任何信息:
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)