Java之 泛型(二)

通配符

上界通配符<? extends T>

我们先来看一个例子:

class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}

现在我们定义一个盘子类:

class Plate<T>{
    T item;
    public Plate(T t){
        item=t;
    }

    public void set(T t) {
        item=t;
    }

    public T get() {
        return item;
    }
}

下面,我们定义一个水果盘子,理论上水果盘子里,当然可以存在苹果:

Plate<Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

装苹果的盘子”无法转换成“装水果的盘子:

cannot convert from Plate<Apple> to Plate<Fruit>

从上面代码我们知道,就算容器中的类型之间存在继承关系,但是Plate和Plate两个容器之间是不存在继承关系的。 在这种情况下,Java就设计成Plate<? extend Fruit>来让两个容器之间存在继承关系。我们上面的代码就可以进行赋值了。

Plate<? extends Fruit> p=new Plate<Apple>(new Apple());

我们通过一个更加详细的例子来看一下上界的界限:

class Food{}

class Fruit extends Food {}
class Meat extends Food {}

class Apple extends Fruit {}
class Banana extends Fruit {}
class Pork extends Meat{}
class Beef extends Meat{}

class RedApple extends Apple {}
class GreenApple extends Apple {}

在上面这个类层次中,Plate<? extend Fruit>,覆盖下面的蓝色部分

img

如果往盘子里面添加数据,会有什么问题没?

p.set(new Fruit());
p.set(new Apple());

按道理说我们将泛型类型设置为? extend Fruit。按理说我们往里面添加Fruit的子类应该是可以的。但是Java编译器不允许这样操作。

一个Plate<? extends Fruit>的引用,指向的可能是一个Plate类型的盘子,要往这个盘子里放Banana当然是不被允许的。Plate<? extends Fruit>代表某个只能放某种类型水果的盘子,而不是什么水果都能往里放的盘子。

但是上界通配符是允许读取操作的。例如代码:

Fruit fruit=p.get();
Object object=p.get();

上界通配符设定容器中只能存放Fruit及其派生类,那么获取出来的我们都可以隐式的转为其基类(或者Object基类)。

上界描述符Extends适合频繁读取的场景。

下界通配符<? super T>

容器中只能存放T及其T的基类类型的数据,如下图:

img

下界通配符<? super T>不影响往里面存储,但是读取出来的数据只能是Object类型。

下界通配符规定了元素最小的粒度,必须是T及其基类,那么我往里面存储T及其派生类都是可以的,因为它都可以隐式的转化为T类型。

PECS原则

最后简单介绍下Effective Java这本书里面介绍的PECS原则。

  • 上界<? extends T>不能往里存,只能往外取,适合频繁往外面读取内容的场景
  • 下界<? super T>不影响往里存,但往外取只能放在Object对象里,适合经常往里面插入数据的场景

<?>无限通配符

无界通配符 意味着可以使用任何对象,因此使用它类似于使用原生类型。

List<Object> 和 List<?> 是否等同?

泛型擦除

# 查看编译后的class文件
javap -verbose ***.class

首先看非泛型的版本:

public class SimpleHolder {
    private Object obj;

    public Object getObj() {
        return obj;
    }

    public void setObj(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SimpleHolder holder = new SimpleHolder();
        holder.setObj("Item");
        String s = (String) holder.getObj();
        System.out.printf(s);
    }
}

查看编译后文件可以得到:

警告: 二进制文件SimpleHolder包含genericity.SimpleHolder
Classfile /Users/remer/Documents/works/server/Crypt/out/production/Crypt/genericity/SimpleHolder.class
  Last modified 2019-7-22; size 978 bytes
  MD5 checksum 87b59b95e4e29d6502d17618928803fa
  Compiled from "SimpleHolder.java"
public class genericity.SimpleHolder
{
  public genericity.SimpleHolder();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/SimpleHolder;

  public java.lang.Object getObj();
    descriptor: ()Ljava/lang/Object;
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field obj:Ljava/lang/Object;
         4: areturn
      LineNumberTable:
        line 11: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/SimpleHolder;

  public void setObj(java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: aload_1
         2: putfield      #2                  // Field obj:Ljava/lang/Object;
         5: return
      LineNumberTable:
        line 15: 0
        line 16: 5
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       6     0  this   Lgenericity/SimpleHolder;
            0       6     1   obj   Ljava/lang/Object;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=3, locals=3, args_size=1
         0: new           #3                  // class genericity/SimpleHolder
         3: dup
         4: invokespecial #4                  // Method "<init>":()V
         7: astore_1
         8: aload_1
         9: ldc           #5                  // String Item
        11: invokevirtual #6                  // Method setObj:(Ljava/lang/Object;)V
        14: aload_1
        15: invokevirtual #7                  // Method getObj:()Ljava/lang/Object;
        18: checkcast     #8                  // class java/lang/String
        21: astore_2
        22: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        25: aload_2
        26: iconst_0
        27: anewarray     #10                 // class java/lang/Object
        30: invokevirtual #11                 // Method java/io/PrintStream.printf:(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/io/PrintStream;
        33: pop
        34: return
      LineNumberTable:
        line 19: 0
        line 20: 8
        line 21: 14
        line 22: 22
        line 23: 34
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      35     0  args   [Ljava/lang/String;
            8      27     1 holder   Lgenericity/SimpleHolder;
           22      13     2     s   Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "SimpleHolder.java"

泛型的版本,从字节码的角度来看看:

public class GenericHolder<T> {
    T obj;

    public T getObj() {
        return obj;
    }

    public void setObj(T obj) {
        this.obj = obj;
    }

    public static void main(String[] args) {
        GenericHolder<String> holder = new GenericHolder<>();
        holder.setObj("Item");
        String s = holder.getObj();
    }
}

查看class :

警告: 二进制文件GenericHolder包含genericity.GenericHolder
Classfile /Users/remer/Documents/works/server/Crypt/out/production/Crypt/genericity/GenericHolder.class
  Last modified 2019-7-22; size 1096 bytes
  MD5 checksum 65b7cd303117c5bddbea6ecec53e4377
  Compiled from "GenericHolder.java"
public class genericity.GenericHolder<T extends java.lang.Object> extends java.lang.Object
{
  T obj;
    descriptor: Ljava/lang/Object;
    flags:
    Signature: #13                          // TT;

  public genericity.GenericHolder();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/GenericHolder;
      LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/GenericHolder<TT;>;

  public T getObj();
    descriptor: ()Ljava/lang/Object;
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: getfield      #2                  // Field obj:Ljava/lang/Object;
         4: areturn
      LineNumberTable:
        line 11: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/GenericHolder;
      LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lgenericity/GenericHolder<TT;>;
    Signature: #25                          // ()TT;

  public void setObj(T);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=2
         0: aload_0
         1: aload_1
         2: putfield      #2                  // Field obj:Ljava/lang/Object;
         5: return
      LineNumberTable:
        line 15: 0
        line 16: 5
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       6     0  this   Lgenericity/GenericHolder;
            0       6     1   obj   Ljava/lang/Object;
      LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       6     0  this   Lgenericity/GenericHolder<TT;>;
            0       6     1   obj   TT;
    Signature: #28                          // (TT;)V

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: new           #3                  // class genericity/GenericHolder
         3: dup
         4: invokespecial #4                  // Method "<init>":()V
         7: astore_1
         8: aload_1
         9: ldc           #5                  // String Item
        11: invokevirtual #6                  // Method setObj:(Ljava/lang/Object;)V
        14: aload_1
        15: invokevirtual #7                  // Method getObj:()Ljava/lang/Object;
        18: checkcast     #8                  // class java/lang/String
        21: astore_2
        22: return
      LineNumberTable:
        line 19: 0
        line 20: 8
        line 21: 14
        line 22: 22
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      23     0  args   [Ljava/lang/String;
            8      15     1 holder   Lgenericity/GenericHolder;
           22       1     2     s   Ljava/lang/String;
      LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            8      15     1 holder   Lgenericity/GenericHolder<Ljava/lang/String;>;
}
Signature: #37                          // <T:Ljava/lang/Object;>Ljava/lang/Object;
SourceFile: "GenericHolder.java"
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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