Java 泛型中的通配符

Java 泛型中的通配符 T、E、K、V、?

Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性。泛型提供了编译时类型安全检测机制,允许开发者在编译时检测到非法的类型。

泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
泛型可以用在类,方法,接口上。

泛型带来的好处

在没有泛型的情况的下,通过对类型 Object 的引用来实现参数的 “任意化”。“任意化” 带来的缺点是要做显式的强制类型转换,而这种转换是在开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。

对于强制类型转换错误的情况,编译器可能不提示错误,在运行的时候才出现异常,这本身就是一个安全隐患。泛型的好处就是在编译的时候能够检查类型安全,并且所有的强制转换都是自动和隐式的。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        GlmapperGeneric.noSpecifyType();
        GlmapperGeneric.specifyType();
    }
}
class GlmapperGeneric<T> {
    private T t;
    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }
    public T get() {
        return t;
    }
    public static void noSpecifyType() {
        // 不指定类型
        GlmapperGeneric glmapperGeneric = new GlmapperGeneric();
        glmapperGeneric.set("不指定类型");
        // 需要强制类型转换
        String msg = (String) glmapperGeneric.get();
        System.out.println(msg);
    }
    public static void specifyType() {
        // 指定类型
        GlmapperGeneric<String> glmapperGeneric = new GlmapperGeneric<>();
        glmapperGeneric.set("指定类型");
        // 不需要强制类型转换
        String msg = glmapperGeneric.get();
        System.out.println(msg);
    }
}

泛型中通配符

在定义泛型类,泛型方法,泛型接口的时候会用到很多不同的通配符,比如 T,E,K,V ,? 等等。本质上这些都是通配符,没有区别,只不过是一种约定俗成的东西。

比如上述代码中的 T,可以换成 A-Z 之间的任何一个字母都可以,并不会影响程序的正常运行。但是如果换成其他的字母代替 T,在可读性上可能会弱一些。通常情况下,T、E、K、V、? 是这样约定的:

  • ? 表示不确定的 Java 类型
  • T (type) 表示具体的一个 Java 类型
  • K (key) 和 V (value) 分别代表 Java 键值中的 Key 和 Value
  • E (element) 代表 Element

? 无界通配符

为什么要使用通配符而不是简单的泛型呢?通配符其实在声明局部变量时是没有什么意义的,但是当为一个方法声明一个参数时,它是非常重要的。

所以,对于不确定或者不关心实际要操作的类型,可以使用无限制通配符(尖括号里一个问号,即 <?>),表示可以持有任何类型。

上界通配符 <? extends E>

用 extends 关键字声明,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的子类。

在类型参数中使用 extends 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的子类,这样有两个好处:

  1. 如果传入的类型不是 E 或者 E 的子类,编译不成功
  2. 泛型中可以使用 E 的方法,要不然还得强转成 E 才能使用

类型参数列表中如果有多个类型参数上限,用逗号分开。

下界通配符 <? super E>

用 super 进行声明,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的父类型,直至 Object。

在类型参数中使用 super 表示这个泛型中的参数必须是 E 或者 E 的父类。

? 和 T 的区别

? 和 T 都表示不确定的类型,区别在于可以对 T 进行操作,但是不能对 ? 进行操作。如下:

// 可以
T t = operate();
// 不可以
?car = operate();

总结:

T 是一个确定的类型,通常用于泛型类和泛型方法的定义。? 是一个不确定的类型,通常用于泛型方法的调用代码和形参,不能用于定义类和泛型方法。

  • 区别 1:通过 T 来确保泛型参数的一致性
  • 区别 2:类型参数可以多重限定而通配符不行
  • 区别 3:通配符可以使用超类限定而类型参数不行

使用 & 符号设定多重边界(Multi Bounds),指定泛型类型 T 必须是 A 和 B 的共有子类型,此时变量 t 就具有了所有限定的方法和属性。对于通配符来说,因为它不是一个确定的类型,所以不能进行多重限定。

public <T extends A & B> void func(T t) { }

类型参数 T 只具有一种类型限定方式,但是通配符 ? 可以进行两种限定。

<T extends A>

<? extends A, ? super B>

Class<T> 和 Class<?> 区别

对于 Class<T> 和 Class<?>,最常见的是在反射场景下的使用。

Class<T> 在实例化的时候,T 要替换成具体类。Class<?> 它是个通配泛型,? 可以代表任何类型,所以主要用于声明时的限制情况。

// 可以
public Class <?> clazz;
// 不可以,因为 T 需要指定类型
public Class <T> clazz;
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