【Java实战经验】泛型-类型灵活使用与限制

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泛型

effective-java：29.优先考虑泛型 30.优先使用泛型方法

什么时候需要泛型呢？当需要限制类型，但又需要类型灵活不需要强制转换的场景。

泛型提供了Java常见异常ClassCastException的一个解法。即通过泛型约束对象类型返回，让强制类型转换时更安全、可读，也为编译器提供类型检查依据。
具体来说，泛型使用类型参数 Type Parameter，可以在编译时就制定并检查类型。

泛型实现机制

泛型的实现机制为类型擦除（Type Erasure）。

编译时编译器利用泛型信息进行类型检查，字节码生成时泛型信息会被擦除，无参<T>和有参<T extend ?>替换成上界。
当从泛型类中获取数据时，编译器会自动插入一个强制类型转换字节码指令。

无参泛型

以RouYi项目为例，无参泛型在项目中常见于通用Result类。

无参泛型T较Object在使用上的差异在于无参类型获取元素不需要进行强制类型转换，而是编译器进行了类型转换。可读性更高。

// 使用Object的不便
public class ObjectBox {private Object item;public void set(Object item) {this.item = item;}public Object get() {return item;}public static void main(String[] args) {ObjectBox box = new ObjectBox();box.set("Hello");box.set(123);//覆盖// 需要强制转换，且有风险Object retrieved = box.get();if (retrieved instanceof String) {String content = (String) retrieved; // 需要强制转换System.out.println(content.toUpperCase());} else if (retrieved instanceof Integer) {Integer num = (Integer) retrieved; // 需要强制转换System.out.println(num * 2); }// 如果不小心写错了转换类型，就会出问题String oops = (String) box.get(); // 如果 box.get() 返回的是 123, 这里会抛出 ClassCastException}
}// 使用泛型可以制定类型public class TBox<T> {private T item;public  void set(T item) {this.item = item;}public T get() {return item;}public static void main(String[] args) {// 实例化时制定参数类型TBox<String> tBox = new TBox();tBox.set("hello");tBox.set(123);// 编译错误！类型不匹配，无法将 int (Integer) 赋值给 StringTBox<Integer> intBox = new TBox<>(); // 指定 T 为 IntegerintBox.set(42); // OK}}

以上案例也可以解答为什么不建议使用原生类型（不带类型参数的泛型类型），如使用TBox时这样使用

TBox tbox = new TBox();
// 类似的还有
List lsit = new ArrayList<>();

这样泛型就没有类型检查约束、强制安全的意义了。

有参泛型

有参泛型有一个PECS法则：“Producer Extends, Consumer Super”。当你的泛型结构主要用于产出 (读取) T 类型的实例时，使用 ? extends T；当它主要用于消费 (写入) T 类型的实例时，使用 ? super T。如果既要读也要写，就不要用通配符，直接用 T。

上界通配符 ? extends T

表示“任何 T 或 T 的子类”。当你需要只从一个泛型集合中获取元素时，使用 extends。

List<? extends Number> numbers;//上界通配符可以让读取时类型安全。// 向上转型
for (Number num : numbers) { // 安全地读取为 Numbersum += num.doubleValue();
}

下界通配符 ? super T

表示“任何 T 或 T 的父类”。当你需要向一个泛型集合中添加 T 类型的元素时，使用 super。

List<? super Integer> list;// 子类可赋值给父类
list.add(Integer.valueOf(10));

PECS利用了Java的向上转型（Upcasting）和向下转型（Downcasting）的概念，算是一种高级应用和体现。

泛型总结

两个点：

• 不要使用原生类型
• PECS：Producer Extends, Consumer Super