Java泛型学习笔记(1)

最近开始读《Java Generics》,这本书有年头了,主要介绍了Java 1.5这个时代带来的变化——泛型,它的来龙去脉等。

首先看下泛型是什么,泛型简单来讲就是:

List<T> createList(T arr[]) {
    return Arrarys.asList(arr);
}

这个T就是泛型,它可以是任何类型,这样定义的好处是我们可以把T赋予不同的类型达到不同的效果,从而既简化了代码又提高了可读性。这里我既可以传整形数组,也可以传字符串数组,同一个方法得到不同的类型返回。

java里的类型分两大种,primitive和reference,其中primitive就是我们平时所熟知的intdoubleboolean等基础类型,而reference类型包括annotation,interface,class,array和enum,reference类型的默认值是null。

在定义泛型的时候,我们只可以用reference类型,不可以用primitive类型。比如:

List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3); // 正确

List<int> list = Arrays.asList(1,2,3); // 错误

因为Java的泛型其实是和C++的模板(template)是有一些渊源的,所以这里简单扯一些,C++里有种写法叫模板(template),它比Java更为复杂,因为它还允许定于宏(Macro),而且尖括号<>类型必须有空格,这样做是为了和C++里的位操作符>>区分开来。

他们最主要的差别体现在,在Java里,无论我用Integer,还是Boolean,或是自定义的class类型来做代码实现,最终的代码在做类型擦除后都是同一份代码,一模一样,而C++里,对于不同类型的template,它会生成不同的编译代码,比如如果你在C++里定义了两个模板,一个是Integer的,一个是Boolean的,那么最后就会生成两份不同的编译代码。Java的做法和C++的做法各有优劣,C++在某些场景下的优化会比Java的方式要好,但Java更节省空间更优雅。

类型擦除

类型擦除是什么,为什么会有类型擦除,类型擦除干什么的?

我们挨个回答,首先类型擦除是什么:
类型擦除英文叫type erasure,简称erasure,假设有一个List,里面装满了Integer,

List<Integer> list = new ArraryList();

list.add(1);

Integer i = list.get(0);

编译后会变成

List list = new ArraryList();

list.add(1);

Integer i = (Integer) list.get(0);

可以看到泛型的Integer类型被抹去了,为什么会有这个操作以及这样做是干嘛的呢?

原因在于Java 1.5之前1.0-1.4版本里并没有泛型的概念,所有的Collection里都是Object,在get之后必须做类型转换type cast。1.5里其实只是泛型的写法变掉了,本质上为了兼容老版本并没有做实质改变,这里有同学可能会问,那1.5之后类型转换的时候会不会出错,我可以很负责任的告诉大家,不会,因为编译器会保证这里绝对不会出错。

Boxing & Unboxing(装箱类型)

之前谈到了primitive类型,那么如果想把这种类型放到集合里用应该怎么办,装箱类型就是为了解决这个问题的,对于每一个primitive类型,都会有一个对应的reference类型的装箱类型,比如,int对Integer,boolean对Boolean等。

int到Integer,就是Boxing,Integer到int就是unboxing,编译器会自动做转换,即所谓的装箱拆箱。这里因为有类型的转换,所以会有一些坑,《Effective Java》里也提到过的装箱类型的值比较及缓存。这里简单提下,就是像Integer这样的装箱类型比较的时候不要用==而要用equals,原因就是==会比较两个对象的reference是否一致,而

Integer a = 1;
Integer b = 1;

assert a == b

这里可能会报错,有的同学可能会拿这个代码实际跑一下,发现,诶,是好的呀,没有问题,这里就牵扯到了另一个东西,缓存,为了效率,jdk对于-128~+128的Integer会做缓存,所以拿到了是两个一样的reference,而对于较大的数就不一样了。而且boxing和unboxing是有性能开销的,毕竟有可能要创建对象的,所以在做多次或嵌套循环计算的时候,切记要留意这种装箱类型,请保持用primitive类型即可,根据JVM团队给出的结果,性能会相差60%左右。

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