Core Java笔记 8.泛型(II)

• 高级语法：通配符
• 最佳实践

本文介绍泛型的高级语法已经最佳实践。Java 泛型的很多限制都可以从上篇中的原理(Java 泛型机制) 来解释。

通配符是使用的角度而言的，在编译器期间执行更加严格的检查。

语法：Pair<? extends Employee>

继承关系：限制:只需要从编译器如何翻译代码块的角度思考这些限制。

Employee emp = new Employee();Manager ceo = new Manager();Manager cfo = new Manager();Pair<Manager> managerBuddies = new Pair<Manager>(ceo, cfo);Pair<? extends Employee> wildcardBuddies = managerBuddies; // OK// 编译器只知道是某个Employee的子类，编译器推断不出具体的类型// 限制: 编译器拒绝任何特定类型// void setFirst(? extends Employee)wildcardBuddies.setFirst(ceo); // compile-time errorwildcardBuddies.setFirst(emp); // compile-time errorwildcardBuddies.setFirst(new Object()); // compile-time error// ? extends Employee getFirst()Employee ret = wildcardBuddies.getFirst(); // OK

语法：Pair<? super Manager>

继承关系：

限制：

Employee e1 = new Employee();Employee e2 = new Employee();Manager ceo = new Manager();Pair<Employee> employeeBuddies = new Pair<Employee>();Pair<? super Manager> wildcardBuddies = employeeBuddies;  // OK// 编译器值知道是某个Manager的父类// 限制: 编译器拒绝任何特定类型// ? super ManagerManager ret = wildcardBuddies.getFirst(); // compile-time error// void setFirst(? super Manager)wildcardBuddies.setFirst(e1);  // compile-time errorwildcardBuddies.setFirst(ceo); // OK

更加严格的写法：

public static <T extends Comparable> T min(T[] a);// 更加严格的写法public static <T extends Comparable<? super T>> T min(T[] a);

解释：该泛型方法使用Comparable<? super T>进行擦除，现在 compareTo 写成：int compareTo(? super T). 表明只需要 T的父类有 compareTo() 方法即可.例如：GregorianCalendar 是 Calendar 的子类，Calendar实现了Comparable, 但是 GregorianCalendar 并没有重写Comparable, 所以：public static > T min(T[] a); 是不够的。

语法：Pair<?>

限制：

? getFirst();  // 只能赋给一个Objectvoid setFirst(?); // 无法调用, Object也不行

存在的理由:对于简单的操作，代替泛型方法，更加具有可读性。比如：

public static <T> boolean hasNulls(Pair<T> p)// 可以写成：public static boolean hasNull(Pair<?> p) {   return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null; }

局限：? 不能作为一种类型。? t = xx 非法。这样导致只能代替操作简单的泛型方法。比如swap都写不了.

public static void swap(Pair<?> p) {    ? t = p.getFirst;   // ERROR    p.setFirst(p.getSecond);    p.setSecond(t);}// 这时候只能：public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) {    T t = p.getFirst;   // ERROR    p.setFirst(p.getSecond);    p.setSecond(t);}public static void swap(Pair<?> p) {    swapHelper(p);}

if (a instanceof Pair<String>) // same as "a instanceof Pair"if (a instanceof Pair<T>) // T is ignoredPair<String> p = (Pair<String>)a; // can only test that a is a PairPair<String> stringPair = ...;Pair<Employee> employeePair = ...;if (stringPair.getClass() == employeePair.getClass()) // they are equal, Pair.class

// 1. 泛型类无法扩展 Throwablepublic class PRoblem<T> extends Exception {/*...*/} // ERROR -- can't extend Throwable(编译无法通过)// 2. 不能抛出泛型类示例public static <T extends Throwable> void doWork(Class<T> t) {    try {        do work    } catch (T e) {// ERROR -- cant't catch type variable        Logger.global.info(...)    }}// 正确时间：public static <T extends Throwable> void doWork(Class<T> t) {    try {        do work    } catch (Throwable realCause) {        t.intCause(realCause);        throw t;    }}

Pair<String>[] table = new Pair<String>[10];  // ERROR

new T(...), new T[...], T.class 非法. 但是可以声明.

问题1.

public Pair() { first = new T(); second = new T(); } // ERRORfirst = T.class.newInstance(); // ERROR// 最佳实践: 指定T的类型public static <T> Pair<T> makePair(Class<T> clazz) {    try {        return new Pair(clazz.newInstance(), clazz.newInstance());    } catch (Exception e) {        return null;    }}Pair<String> stringPair = Pair.<String>makePair(String.class);// OK

问题2.

public static <T extends Comparable<? super T>> T[] minmax(T... a) {    // T[] mm = new T[2]; // ERROR, Type parameter 'T' cannot be instantiated directly    Object[] mm = new Object[2];    mm[0] = a[0];    mm[1] = a[1];    return (T[])mm; // T 被擦成Comparable, 运行时会ClassCastException, 而Object不是Comparable}public static void main(String[] args) {    String[] ss = minmax("Tom", "Dick", "Harry"); // ClassCastException!!!}// Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Comparable}// 最佳实践: public static <T extends Comparable<? super T>> T[] minmax(T... a) {    T[] mm = (T[])Array.newInstance(a.getClass().getComponentType(), 2);    ...    return mm;}

问题3.

public class ArrayList<T> {    private T[] elements;    public ArrayList() { elements  = (T[]) new Object[10]; }    public T get(int n) { return elements[n]; }    public void set(int n, T e) { elements[n] = e; }    public static void main(String[] args) {        ArrayList<String> src = new ArrayList<String>();        src.set(0, "hello");        src.set(1, "world");        // String[]和Object[]是不同的类型.//        String[] copy = src.toArray(); // Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.String;                String[] copy2 = new String[100];        src.toArray(copy2);        System.out.println(Arrays.toString(copy2));  // OK    }        public T[] toArray() {        // 可以分析：elements.getClass().getComponentType()实质是Object， 所以返回的类型实质是:Object[],        T[] result = (T[]) Array.newInstance(elements.getClass().getComponentType(), elements.length);        return result;    }    public T[] toArray(T[] src) {        for (int i = 0; i < elements.length; ++i) {            src[i] = elements[i];        }        return src;    }}

Java SE5.0 增加了 java.lang.reflect.Type 来支持类型的反射信息.public void > minmax(T... a);