为何要使用Java泛型

比眉伴天荒 2022-12-22 14:27 200阅读 0赞

Java 泛型一直被编程办所诟病，但是其实它也有优点，这促使我们使用泛型。

假如有一个持有对象的容器类，我们想让它能够持有任何类型的对象，如下

public class Holder { 
      private Object object;
    
      public void set(Object obj) { 
        object = obj;
      }
    
      public Object get() { 
        return object;
      }
    }

Holder 类使用 Object 类的对象来保存任何类型的对象，这看起来很完美。

现在我们用这个 Holder 类来保存和获取对象

Holder h = new Holder();
    // 保存String对象
    h.set("hello");
    // 获取String对象
    String s = (String) h.get();

首先创建了一个 Holder 对象，然后用这个对象保存了一个 String 类型对象，最后获取保存的这个对象，由于我们知道保存的对象是String类型，因此这里可以强制转换，并且不会有任何问题。

然而如果我们把一个Holder对象传入一个方法，如下

public void test(Holder h) { 
      // 具体的类型是什么呢？
      Object obj = h.get();
    }

通过`get()`方法获取的对象是什么类型呢？你可以会认为是String类型，因为你刚才保存的就是这个类型，但是谁又能保存没有其它程序员，把这个Holder对象保存了其它类型对象呢？ 如果存在这个情况，那么这里强制转换为String类型，就是出现异常。

然而，如果使用泛型，可以解决这个问题。我们通过泛型改写 Holder 类

public class Holder<T> { 
    	private T item;
    
    	public void set(T t) { 
    		item = t;
    	}
    
    	public T get() { 
    		return item;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) { 
    		Holder<String> h = new Holder<>();
    		h.set("Hello");
    
    		// 编译报错
    		// h.set(1);
    		
    		// 不用执行强制类型转换
    		String s = h.get();
    	}
    }

`Holder<String>` 保证了添加的元素只能是String类型，这个是由编译器保证的。

同时获取对象时，不用再手动执行强制类型转换，因为编译器会自动生成类型转换代码。

如果你查看字节码 `Holder.class`，就会发现一些端倪

public class Holder<T> { 
        private T item;
    
        public Holder() { 
        }
    
        public void set(T t) { 
            this.item = t;
        }
    
        public T get() { 
            return this.item;
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            Holder<String> h = new Holder();
            h.set("Hello");
            String s = (String)h.get();
        }
    }

首先创建Holder对象时，使用的是`new Holder()`，而不是`new Holder<>()`，这里可以看出泛型被擦除了。

其次，调用的 `get()` 方法，编译器自动帮我们加上了类型转换的代码。

其实，当调用有泛型参数的方法时，例如`set(T t)`，编译器会检测传入参数的类型。当调用返回与泛型相关的类型时，例如`T get()`，编译器会自动添加类型转换代码。这两个动作被称之为编译器对泛型的边界动作，即对泛型参数的检测以及对泛型返回值的转型。