【Java面试】泛型

秒速五厘米 2024-03-29 14:25 72阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  说一说你对泛型的理解
 *  介绍一下泛型擦除
 *  List<? super T>和List<? extends T>有什么区别？

## 说一说你对泛型的理解 ##

Java集合有个缺点—把一个对象“丢进”集合里之后，集合就会“忘记”这个对象的数据类型，当再次取出该对象时，该对象的编译类型就变成了Object类型（其运行时类型没变）。  
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Java集合之所以被设计成这样，是因为集合的设计者不知道我们会用集合来保存什么类型的对象，所以他们把集合设计成能保存任何类型的对象，只要求具有很好的通用性。但这样做带来如下两个问题：

*  集合对元素类型没有任何限制，这样可能引发一些问题。例如，想创建一个只能保存Dog对象的集合，但程序也可以轻易地将Cat对象“丢”进去，所以可能引发异常。
 *  由于把对象“丢进”集合时，集合丢失了对象的状态信息，只知道它盛装的是Object，因此取出集合元素后通常还需要进行强制类型转换。这种强制类型转换既增加了编程的复杂度，也可能引发ClassCastException异常。

从Java 5开始，Java引入了“参数化类型”的概念，允许程序在创建集合时指定集合元素的类型，Java的参数化类型被称为泛型（Generic）。例如 List< String >，表明该List只能保存字符串类型的对象。

有了泛型以后，程序再也不能“不小心”地把其他对象“丢进”集合中。而且程序更加简洁，集合自动记住所有集合元素的数据类型，从而无须对集合元素进行强制类型转换。

面试场景：  
面试官：说说你对泛型的理解。

我：好的。我们知道，在我们使用集合的时候，集合默认是允许我们放入一个Object类型的对象的。而Java中所有的类都默认继承了Object类。因此其实所有的类都可以放入到集合中。

我：这就造成了一个问题，如果我们想要一个只能存放String类型的集合，那么可能我们放入String之后，又放入了Integer等类型。

我：并且我们在取出元素的时候，它的返回类型也是Object，那么此时我们就得显式的进行类型转换，提高了ClassCastException的可能性。

我：所以在JDK1.5之后，Java提供了一种“参数化类型的概念”，也就是我们说的泛型，他允许我们在使用集合的时候设定类型，而之后再向这个集合中添加或获取元素的时候，元素类型必须是这个类型的或者其子类。这样子我们就能自己控制集合中元素的类型了，也就无需在对元素进行强制类型转换。

我：以上是我对泛型的理解。

## 介绍一下泛型擦除 ##

在严格的泛型代码里，带泛型声明的类总应该带着类型参数。但为了与老的Java代码保持一致，也允许在使用带泛型声明的类时不指定实际的类型。如果没有为这个泛型类指定实际的类型，此时被称作raw type（原始类型），默认是声明该泛型形参时指定的第一个上限类型。

当把一个具有泛型信息的对象赋给另一个没有泛型信息的变量时，所有在尖括号之间的类型信息都将被扔掉。比如一个  
List < String > 类型被转换为List，则该List对集合元素的类型检查变成了泛型参数的上限（即Object）。

上述规则即为泛型擦除，可以通过下面代码进一步理解泛型擦除：

List<String> list1 = ...; List list2 = list1; // list2将元素当做Object处理

从逻辑上来看，List< String > 是List的子类，如果直接把一个List对象赋给一个List< String >对象应该引起编译错误，但实际上不会。对泛型而言，可以直接把一个List对象赋给一个 List< String > 对象，编译器仅仅提示“未经检查的转换”。

上述规则叫做泛型转换，可以通过下面代码进一步理解泛型转换：

List list1 = ...; List<String> list2 = list1; // 编译时警告“未经检查的转换”

## List<? super T>和List<? extends T>有什么区别？ ##

? 是类型通配符，List<?> 可以表示各种泛型List的父类，意思是元素类型未知的List；

List<? super T> 用于设定类型通配符的下限，此处 ? 代表一个未知的类型，但它必须是T的父类型；

List<? extends T> 用于设定类型通配符的上限，此处 ? 代表一个未知的类型，但它必须是T的子类型。

在Java的早期设计中，允许把Integer\[\]数组赋值给Number\[\]变量，此时如果试图把一个Double对象保存到该Number\[\]数组中，编译可以通过，但在运行时抛出ArrayStoreException异常。这显然是一种不安全的设计，因此Java在泛型设计时进行了改进，它不再允许把 List< Integer > 对象赋值给 List< Number > 变量。

数组和泛型有所不同，假设Foo是Bar的一个子类型（子类或者子接口），那么Foo\[\]依然是Bar\[\]的子类型，但G< Foo > 不是 G< Bar > 的子类型。**Foo\[\]自动向上转型为Bar\[\]的方式被称为型变，也就是说，Java的数组支持型变，但Java集合并不支持型变**Java泛型的设计原则是，只要代码在编译时没有出现警告，就不会遇到运行时ClassCastException异常。

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