午后星期午

          java 泛型深入

          泛型的好處:

              泛型的主要好處就是讓編譯器保留參數(shù)的類型信息,執(zhí)行類型檢查,執(zhí)行類型轉(zhuǎn)換(casting)操作,編譯器保證了這些類型轉(zhuǎn)換(casting)的絕對無誤。


                  
          /******* 不使用泛型類型 *******/
                  List list1 
          = new ArrayList();
                  list1.add(
          8080);                                  //編譯器不檢查值
                  String str1 = (String)list1.get(0); //需手動強制轉(zhuǎn)換,如轉(zhuǎn)換類型與原數(shù)據(jù)類型不一致將拋出ClassCastException異常
                  
                  
          /******* 使用泛型類型 *******/
                  List
          <String> list2 = new ArrayList<String>();
                  list2.add(
          "value");                 //[類型安全的寫入數(shù)據(jù)] 編譯器檢查該值,該值必須是String類型才能通過編譯
                  String str2 = list2.get(0); //[類型安全的讀取數(shù)據(jù)] 不需要手動轉(zhuǎn)換
                  


          泛型的類型擦除:

              Java 中的泛型只存在于編譯期,在將 Java 源文件編譯完成 Java 字節(jié)代碼中是不包含泛型中的類型信息的。使用泛型的時候加上的類型參數(shù),會被編譯器在編譯的時候去掉。

              這個過程就稱為類型擦除(type erasure)。


                  List
          <String>    list1 = new ArrayList<String>();
                  List
          <Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
                  
                  System.out.println(list1.getClass() 
          == list2.getClass()); // 輸出結(jié)果: true
                  System.out.println(list1.getClass().getName()); // 輸出結(jié)果: java.util.ArrayList
                  System.out.println(list2.getClass().getName()); // 輸出結(jié)果: java.util.ArrayList
                  

          在以上代碼中定義的 List<String> 和 List<Integer> 等類型,在編譯之后都會變成 List,而由泛型附加的類型信息對 JVM 來說是不可見的,所以第一條打印語句輸出 true,

          第二、第三條打印語句都輸出 java.util.ArrayList,這都說明 List<String> 和 List<Integer> 的對象使用的都是同一份字節(jié)碼,運行期間并不存在泛型。

          來看一個簡單的例子:


          package test;

          import java.util.List;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  類型擦除
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class GenericsApp {

              
              
          public void method(List<String> list){
                  
              }
              
              
          /*
               * 編譯出錯,這兩個方法不屬于重載,由于類型的擦除,使得這兩個方法的參數(shù)列表的參數(shù)均為List類型,
               * 這就相當(dāng)于同一個方法被聲明了兩次,編譯自然無法通過了
               * 
              public void method(List<Integer> list){
                  
              }
              
          */
              
          }

          以此類為例,在 cmd 中 編譯 GenericsApp.java 得到字節(jié)碼,然后再反編譯這份字節(jié)碼:



          從圖中可以看出,經(jīng)反編譯后的源碼中 method 方法的參數(shù)變成了 List 類型,說明泛型的類型被擦除了,字節(jié)碼文件中不存在泛型,也就是說,運行期間泛型并不存在,它在

          編譯完成之后就已經(jīng)被擦除了。


          泛型類型的子類型:

              泛型類型跟其是否是泛型類型的子類型沒有任何關(guān)系。


                  List
          <Object> list1;
                  List
          <String> list2;
                  
                  list1 
          = list2; // 編譯出錯
                  list2 = list1; // 編譯出錯

          在 Java 中,Object 類是所有類的超類,自然而然的 Object 類是 String 類的超類,按理,將一個 String 類型的對象賦值給一個 Object 類型的對象是可行的,

          但是泛型中并不存在這樣的邏輯,泛型類型跟其是否子類型沒有任何關(guān)系。


          泛型中的通配符(?):

              由于泛型類型與其子類型存在不相關(guān)性,那么在不能確定泛型類型的時候,可以使用通配符(?),通配符(?)能匹配任意類型。


                  List
          <?> list;
                  List
          <Object> list1 = null;
                  List
          <String>  list2 = null;
                  
                  list 
          = list1;
                  list 
          = list2;


          限定通配符的上界:


                  ArrayList
          <? extends Number> collection = null;
                  
                  collection 
          = new ArrayList<Number>();
                  collection 
          = new ArrayList<Short>();
                  collection 
          = new ArrayList<Integer>();
                  collection 
          = new ArrayList<Long>();
                  collection 
          = new ArrayList<Float>();
                  collection 
          = new ArrayList<Double>();
                  

           ? extends XX,XX 類是用來限定通配符的上界,XX 類是能匹配的最頂層的類,它只能匹配 XX 類以及 XX 類的子類。在以上代碼中,Number 類的實現(xiàn)類有:

          AtomicInteger、AtomicLong、 BigDecimal、 BigInteger、 Byte、 Double、 Float、 Integer、 Long、 Short ,因此以上代碼均無錯誤。


          限定通配符的下界:


                  ArrayList
          <? super Integer> collection = null;
                  
                  collection 
          = new ArrayList<Object>();
                  collection 
          = new ArrayList<Number>();
                  collection 
          = new ArrayList<Integer>();
                  

           ? super XX,XX 類是用來限定通配符的下界,XX 類是能匹配的最底層的類,它只能匹配 XX 類以及 XX 類的超類,在以上代碼中,Integer 類的超類有:

          Number、Object,因此以上代碼均能通過編譯無誤。


          通過反射獲得泛型的實際類型參數(shù):

              java.lang.Class 類從 Java 1.5 起(如果沒記錯的話),提供了一個 getGenericSuperclass() 方法來獲取直接超類的泛型類型


          package test;

          import java.lang.reflect.ParameterizedType;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  泛型的實際類型參數(shù)
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Base<T> {

              
          private Class<T> entityClass;
              
              
          //代碼塊,也可將其放置到構(gòu)造子中
              {
                  entityClass 
          =(Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0];
                      
              }
              
              
          //泛型的實際類型參數(shù)的類全名
              public String getEntityName(){
                  
                  
          return entityClass.getName();
              }
              
              
          //泛型的實際類型參數(shù)的類名
              public String getEntitySimpleName(){
                  
                  
          return entityClass.getSimpleName();
              }

              
          //泛型的實際類型參數(shù)的Class
              public Class<T> getEntityClass() {
                  
          return entityClass;
              }
              
          }

          (Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0];   相當(dāng)于:


              
          //代碼塊,也可將其放置到構(gòu)造子中
              {
                  
          //entityClass =(Class<T>)((ParameterizedType)getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0];
                  try {
                      Class
          <?> clazz = getClass(); //獲取實際運行的類的 Class
                      Type type = clazz.getGenericSuperclass(); //獲取實際運行的類的直接超類的泛型類型
                      if(type instanceof ParameterizedType){ //如果該泛型類型是參數(shù)化類型
                          Type[] parameterizedType = ((ParameterizedType)type).getActualTypeArguments();//獲取泛型類型的實際類型參數(shù)集
                          entityClass = (Class<T>) parameterizedType[0]; //取出第一個(下標為0)參數(shù)的值
                      }
                  } 
          catch (Exception e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
                      
              }
              

          注意,獲取 Class 實例的時候是用 getClass(),而不是用 Base.class,獲取 Class 的方式有三種,這是其中的兩種,還有一種是 Class.forName("類全名"),如需了解反射的基礎(chǔ)知識

          請前往上一篇隨筆 java 反射基礎(chǔ)

          那么,Base.class 與 getClass(),這兩個方法來獲取類的字節(jié)碼的時候,Base.class 是寫死了的,它得到的永遠是 Base 類的字節(jié)碼,

          而 getClass() 方法則不同,在上面代碼注釋中的第一、二行注釋我用了“實際運行的類”6個字,這幾個字很重要,是一定要理解的。

          為了方便大家的理解,下面插加一個小例子來加以說明 類.class 與 getClass() 兩種方法來獲取類的字節(jié)碼有什么區(qū)別:


          package test;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  超類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Father {

              
          public Father (){
                  
                  System.out.println(
          "Father 類的構(gòu)造子:");
                  System.out.println(
          "Father.class :" + Father.class);
                  System.out.println(
          "getClass()      :" + getClass());
              }
              
          }


          package test;

          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  超類的子類(超類的實現(xiàn)類)
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Children extends Father{

              
          }


          package test;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  測試類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Test {

              
          public static void main(String[] args){
                  
                  
          new Children(); //實際運行的類是Children(Father類的子類或者說是實現(xiàn)類)
              }
              
          }

          后臺打印輸出的結(jié)果:

          Father 類的構(gòu)造子:
          Father.
          class :class test.Father
          getClass()      :
          class test.Children

           從打印出的結(jié)果看來,類.class 與 getClass() 的區(qū)別很明了了,getClass() 獲取的是實際運行的類的字節(jié)碼,它不一定是當(dāng)前類的 Class,有可能是當(dāng)前類的子類的 Class,具體是哪

          個類的 Class,需要根據(jù)實際運行的類來確定,new 哪個類,getClass() 獲取的就是哪個類的 Class,而 類.class 獲取得到的 Class 永遠只能是該類的 Class,這點是有很大的區(qū)別的。

          如果 getClass() 理解了,那 clazz.getGenericSuperclass() 也應(yīng)該能夠理解了的,千萬不要以為 clazz.getGenericSuperclass() 獲取得到的是 Object 類那就成了,

          實際上假如當(dāng)前運行的類是 Base 類的子類,那么 clazz.getGenericSuperclass() 獲取得到的就是 Base 類。

          (Class<T>) parameterizedType[0],怎么就知道第一個參數(shù)(parameterizedType[0])就是該泛型的實際類型呢?很簡單,因為 Base<T> 的泛型的類型

          參數(shù)列表中只有一個參數(shù),所以,第一個元素就是泛型 T 的實際參數(shù)類型。


          package test;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  測試類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Test {

              
          public static void main(String[] args){
                  
                  Base
          <String> base = new Base<String>();
                  System.out.println(base.getEntityClass());                        
          //打印輸出 null
              
          //    System.out.println(base.getEntityName());                //拋出 NullPointerException 異常
              
          //    System.out.println(base.getEntitySimpleName()); //拋出 NullPointerException 異常
              }
              
          }

          從打印的結(jié)果來看,Base 類并不能直接來使用,為什么會這樣?原因很簡單,由于 Base 類中的 clazz.getGenericSuperclass() 方法,如果隨隨便便的就確定 Base 類的泛型的類型

          參數(shù),則很可能無法通過 Base 類中的 if 判斷,導(dǎo)致 entityClass 的值為 null,像這里的 Base<String>,String 的 超類是 Object,而 Object 并不能通過 if 的判斷語句。

          Base 類不能夠直接來使用,而是應(yīng)該通過其子類來使用,Base 應(yīng)該用來作為一個基類,我們要用的是它的具體的子類,下面來看下代碼,它的子類也不是隨便寫的:


          package test;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  Base類的實現(xiàn)類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Child extends Base<Child>{

          }

          從上面代碼來看,Base 的泛型類型參數(shù)就是 Base 的子類本身,這樣一來,當(dāng)使用 Base 類的子類 Child 類時,Base 類就能準確的獲取到當(dāng)前實際運行的類的 Class,來看下怎么使用


          package test;
          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  測試類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-25 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Test {

              
          public static void main(String[] args){
                  
                  Child child 
          = new Child();
                  System.out.println(child.getEntityClass());
                  System.out.println(child.getEntityName());
                  System.out.println(child.getEntitySimpleName());
              }
              
          }

          后臺打印輸出的結(jié)果:


          class test.Child
          test.Child
          Child

          好了,文章接近尾聲了,如果你能理解透這個例子,你可以將這個思想運用到 DAO 層面上來,以 Base 類作為所有 DAO 實現(xiàn)類的基類,在 Base 類里面實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的 CURD 等基本

          操作,然后再使所有具體的 DAO 類來實現(xiàn)這個基類,那么,實現(xiàn)這個基類的所有的具體的 DAO 都不必再實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的 CURD 等基本操作了,這無疑是一個很棒的做法。


          (通過反射獲得泛型的實際類型參數(shù))補充:

          泛型反射的關(guān)鍵是獲取 ParameterizedType 接口,再調(diào)用 ParameterizedType 接口中的 getActualTypeArguments() 方法就可獲得實際綁定的類型。

          由于去參數(shù)化(擦拭法),也只有在 超類(調(diào)用 getGenericSuperclass 方法) 或者成員變量(調(diào)用 getGenericType 方法)或者方法(調(diào)用 getGenericParameterTypes 方法)

          像這些有方法返回 ParameterizedType 類型的時候才能反射成功。

          上面只談到超類如何反射,下面將變量和方法的兩種反射補上:

          通過方法,反射獲得泛型的實際類型參數(shù):

          package test;

          import java.lang.reflect.Method;
          import java.lang.reflect.ParameterizedType;
          import java.lang.reflect.Type;
          import java.util.Collection;

          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  測試類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-26 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Test {

              
          public static void main(String[] args){
                  
          /**
                   * 泛型編譯后會去參數(shù)化(擦拭法),因此無法直接用反射獲取泛型的參數(shù)類型
                   * 可以把泛型用做一個方法的參數(shù)類型,方法可以保留參數(shù)的相關(guān)信息,這樣就可以用反射先獲取方法的信息
                   * 然后再進一步獲取泛型參數(shù)的相關(guān)信息,這樣就得到了泛型的實際參數(shù)類型
                   
          */
                  
          try {
                      Class
          <?> clazz = Test.class//取得 Class
                      Method method = clazz.getDeclaredMethod("applyCollection", Collection.class); //取得方法
                      Type[] type = method.getGenericParameterTypes(); //取得泛型類型參數(shù)集
                      ParameterizedType ptype = (ParameterizedType)type[0];//將其轉(zhuǎn)成參數(shù)化類型,因為在方法中泛型是參數(shù),且Number是第一個類型參數(shù)
                      type = ptype.getActualTypeArguments(); //取得參數(shù)的實際類型
                      System.out.println(type[0]); //取出第一個元素
                  } catch (Exception e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
              
              
          //聲明一個空的方法,并將泛型用做為方法的參數(shù)類型
              public void applyCollection(Collection<Number> collection){
                  
              }
          }

          后臺打印輸出的結(jié)果:


          class java.lang.Number


          通過字段變量,反射獲得泛型的實際類型參數(shù):

          package test;

          import java.lang.reflect.Field;
          import java.lang.reflect.Method;
          import java.lang.reflect.ParameterizedType;
          import java.lang.reflect.Type;
          import java.util.Collection;
          import java.util.Map;

          /**
           * -----------------------------------------
           * @描述  測試類
           * @作者  fancy
           * @郵箱  fancydeepin@yeah.net
           * @日期  2012-8-26 <p>
           * -----------------------------------------
           
          */
          public class Test {

              
          private Map<String, Number> collection;
              
              
          public static void main(String[] args){
                  
                  
          try {
                      
                      Class
          <?> clazz = Test.class//取得 Class
                      Field field = clazz.getDeclaredField("collection"); //取得字段變量
                      Type type = field.getGenericType(); //取得泛型的類型
                      ParameterizedType ptype = (ParameterizedType)type; //轉(zhuǎn)成參數(shù)化類型
                      System.out.println(ptype.getActualTypeArguments()[0]); //取出第一個參數(shù)的實際類型
                      System.out.println(ptype.getActualTypeArguments()[1]); //取出第二個參數(shù)的實際類型
                      
                  } 
          catch (Exception e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
              
          }

          后臺打印輸出的結(jié)果:


          class java.lang.String
          class java.lang.Number




             [ 轉(zhuǎn)載出處:http://www.aygfsteel.com/fancydeepin ]


           

          posted on 2013-12-31 13:45 午后星期午 閱讀(111) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: Java

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