java 泛型

java1.5 引入了泛型

没有泛型的年代

// 没有泛型时，如下这样写是不会报错的，现在这样写也不会报错，但是编译器会警告
public static void main(String[] args) {
    List list = new ArrayList();
    list.add(new Object());
    list.add(1);
    list.add("foolish");
}

那没有泛型时怎么保证类型安全呢，可以如下这样自己封装一个（装饰器）只能加入字符串 的 List，但是我们不能无休止的自己封装仅限某个类的 List。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ListString list = new ListString();
        list.add("泛型");

    }

    static class ListString {
        List list = new ArrayList();

        public void add(String s) {
            list.add(s);
        }

        public int size() {
            return list.size();
        }

        public String get(int i) {
            return (String) list.get(i);
        }
    }
    static class ListInt {
        List list = new ArrayList();

        public void add(int s) {
            list.add(s);
        }

        public int size() {
            return list.size();
        }

        public int get(int i) {
            return (int) list.get(i);
        }
    }
}

有了泛型就简单多了

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> listString = new ArrayList();
    ArrayList<Integer> listInt = new ArrayList();
}

为什么说 java 泛型是“假泛型”

java 从没有泛型的时代走到有泛型的时代，那 java1.5 之前的代码怎么做兼容？ 有两个方案：

1. 擦除【java 的选择】

2. 提供一套全新 API【c#的选择】

什么是擦除，看如下 Main.java 文件

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] strings = new String[10];
        ArrayList<String> stringArrayList = new ArrayList<>();
        strings[0] = "字符串";
        stringArrayList.add("泛型");
    }
}

我们对 Main.java 文件使用: javac -encodeing utf-8 Main.java 进行编译之后，打开编译后的 Main.class 的文件：

public class Main {
    public Main() {
    }

    public static void main(String[] var0) {
        String[] var1 = new String[10];
        ArrayList var2 = new ArrayList();
        var1[0] = "字符串";
        var2.add("泛型");
    }
}

对应的字节码文件为：

  public static main([Ljava/lang/String;)V
   L0
    LINENUMBER 8 L0
    BIPUSH 10
    ANEWARRAY java/lang/String
    ASTORE 1
   L1
    LINENUMBER 9 L1
    NEW java/util/ArrayList
    DUP
    INVOKESPECIAL java/util/ArrayList.<init> ()V
    ASTORE 2
   L2
    LINENUMBER 10 L2
    ALOAD 1
    ICONST_0
    LDC "\u5b57\u7b26\u4e32"
    AASTORE

我们发现 ArrayList<String> stringArrayList = new ArrayList<>();的本质还 是ArrayList var2 = new ArrayList()/NEW java/util/ArrayList，所传递的泛型类被 擦除了。因为 jvm 最终运行的是生成的.class 文件，所以说 java 的泛型是“假泛型”，是 编译期泛型，只在编译期进行泛型类型检查。

擦除带来的问题

你会发现如下代码编译器会发出 Error 警告： 'foo(List)' clashes with 'foo(List)'; both methods have same erasure 这就是擦除带来的问题，两个 foo 方法并不会重载，而是会报 same erasure 错误。

public class Main {
    public  void foo(List<String> strings){};
    public  void foo(List<Integer> ints){};
}

让我们再看一个绕过编译器检查的例子：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        testObject(new Cat()); // 可以
        testArray(new Cat[2]); // 可以
        testList(new ArrayList<Cat>()); // 报错 ArrayList<Cat>并不是ArrayList<Animal>的子类

        // 绕过编译器检查
        ArrayList<Animal> list = new ArrayList<>();
        ArrayList rawList = list;
        rawList.add("字符串"); // 可以
        rawList.add(123); // 可以
        rawList.add('1'); // 可以

        // 数组的真类型安全，编译期不报错，运行时还是会报错
        String[] StringArray = new String[2];
        testArraySafety(StringArray); // 编译期不报错，运行时报错

        // 编译和运行都不会报错
        List<String> listString = new ArrayList<>();
        testListSafety((ArrayList)listString); // 强制类型转换绕过编译器报错，运行也不会报错
    }
    public static void testObject(Animal animal){};
    public static void testArray(Animal[] animal){};
    public static void testList(ArrayList<Animal> animal){};
    public static void testArraySafety(Object[] array){
      array[0] = 1;
    };
    public static void testListSafety(List<Object> list){
        list.add(1);
    };
    static class Animal{}
    static class Cat extends Animal{};
}

泛型的绑定

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
// 实现一个比较方法，可以传递任意Number类型
        max(1, 2);
        max(25555L, 58L);
        max(2.5F, 5.8F);
        max(7.8D, 8.999D);

        maxGenericity(1, 2);
        maxGenericity(25555L, 58L);
        maxGenericity(2.5F, 5.8F);
        maxGenericity(7.8D, 8.999D);
    }

    public static int max(int a, int b) {
        return Math.max(a, b);
    }

    public static Long max(Long a, Long b) {
        return Math.max(a, b);
    }

    public static Float max(Float a, Float b) {
        return Math.max(a, b);
    }

    public static Double max(Double a, Double b) {
        return Math.max(a, b);
    }
    // 传递的参数必须是实现了Comparable接口的类
    public static <T extends Comparable> T maxGenericity(T a, T b) {
        return a.compareTo(b) >= 0 ? a : b;
    }
    // 第一个参数是元素类型为T的List列表，第二个参数c需满足c本身或父类为T的实现了Comparator的类
    public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
        // xxx
    }
}