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浅谈 Java 范型

作者：hubery, 时间：2018.11.30-12.01

说起范型，算是java中逼格较高的技能了吧，每每看到某个开源框架或者技术架构最顶层的接口实现，全是P/Q/R/T等的类型参数，瞬间跪着看。其实很多时候都是一叶障目，打算静下心来研究下，写几个简单的类，稍微一运行感受下。

期间查阅了多次 Java编程思想 这本圣经，本人理解的还是太浅，暂且一看。

推荐个项目： android-architecture

googlesample中的android-architecture项目,里面基本都是Google的各风格的项目，值得一看,其中大量用到了范型。

简单范型类

public class Main {
    static class Automobile {}

    public static class Holder1 {
        private Automobile a;
        public Holder1(Automobile a) { this.a = a; }
        Automobile get() { return a; }
    }

    public static class Holder2<T> {
        private T a;
        public Holder2(T a) {this.a = a;}

        public void set(T a) { this.a = a; }
        public T get() {return a;}
    }

    public static void main(String[] args) {
        Holder1 h1 = new Holder1(new Automobile());
        Holder2<Automobile> h2 = new Holder2<Automobile>(new Automobile());
    }
}
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该测试代码中，Holder1是普通类使用，Holder2是用了范型T。范型的主要目的是： 用来指定T是什么类型，由编译器来保证T的正确性 。我们要的是暂时不指定类型，等用到的时候再决定是什么类型。要达到这个效果，需要用类型参数T。 用尖括号括住，放在类名后面：Holder2<T> ，后续使用该类的时候用实际类型来替换此类型参数T。

范型核心： 告诉编译器想用什么类型，然后编译器会帮你处理一切细节 。一般来说，范型和其他类型差不多，只不过范型有类型参数而已。使用范型时只需要 指定范型的名称和类型参数列表 即可。

范型接口

范型可应用于接口。设计模式中工厂模式的应用：对象生成器。如：

public interface Generator<T> {
    T next();
}
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写个生成器，next方法返回T。接口与类在使用范型上，没区别。

public class Fibonacci implements Generator<Integer> {

    private int count = 0;

    @Override
    public Integer next() {
        return fib(count++);
    }

    private int fib(int n) {
        if(n < 2) return 1;
        return fib(n - 2) + fib(n - 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Fibonacci gen = new Fibonacci();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(gen.next() + " ");
        }
    }
}
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斐波那契数列数列的应用，实现范型接口，指定T为Integer型，相应next回调方法返回的T也替换成Integer型。感受一下，完美。至于算法方面不做多深究，这里主要用来感受范型接口，找找感觉。

范型方法

范型也可以用在方法上。范型方法所在的类，可以是范型类，也可以是普通类，没相关性。范型方法指导原则： 无论何时，只要你能做到，尽量使用范型方 法。范型方法的定义： 只需将范型参数列表放到返回值之前即可 。看代码：

public class GenericsMethods {
	 // 范型方法：将参数列表写到返回值之前就可以了
    public <T> void f(T x) {
        System.out.println(x.getClass().getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
        GenericsMethods gm = new GenericsMethods();
        gm.f("");
        gm.f(20);
        gm.f(1.1);
        gm.f(1.0F);
        gm.f(gm);
    }
}
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打印结果：

java.lang.String
java.lang.Integer
java.lang.Double
java.lang.Float
cn.hubery.generic.GenericsMethods
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代码中，f()拥有类型参数，由该方法的返回类型前面的类型参数列表指明的。

注：

使用范型类时，创建对象的时候必须指定类型参数的具体类型；</p>
使用范型方法时，不必指明参数类型，编译器会自行推断出所需的具体类型；
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写个通用的Generator 范型类+范型方法

public class BasicGenerator<T> implements Generator<T> {

    private Class<T> type;

    public BasicGenerator(Class<T> type) {
        this.type = type;
    }

    @Override
    public T next() {
        try {
          return type.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static <T> Generator<T> create(Class<T> type) {
        return new BasicGenerator<T>(type);
    }
}
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写个辅助对象类：

public class CountedObject {
    private static long counter = 0;
    private final long id = counter++;
    public long id() {
        return id;
    }

    public String toString() {
        return "CountedObject" + id;
    }
}
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写个测试类：

public class BasicGeneratorTest {

    public static void main(String[] args) {
        Generator<CountedObject> gen = BasicGenerator.create(CountedObject.class);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(gen.next());
        }
    }
}
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打印情况：

CountedObject0
CountedObject1
CountedObject2
CountedObject3
CountedObject4
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通过测试看到，用范型方法创建Generator对象，大大减少代码量。范型方法的入参要求传入Class对象，故可以推断出确切类型。还是得多揣摩下。

匿名内部类

待研究。

边界

可以在范型的参数类型上设置限制条件。由于擦除动作会移除类型信息，故用无界范型参数调用的方法只是那些Object可用的方法。如果将这个参数限制在某个类型的子集中，那我们就可以调用这些类型子集的方法。为了设置这种限制，java的范型用了extends关键字。此处的extends与传统意义上的类继承不是一回事儿。写法是： TestClass<T extends LineClass>

package cn.hubery.generic.line;

import java.util.List;

public class EpicBattle {

    interface SuperPower{}
    interface XRayVision extends SuperPower {
        void seeThroughWalls();
    }

    interface SuperHearing extends SuperPower {
        void hearSubtleNoises();
    }

    interface SuperSmell extends SuperPower {
        void trackBySmell();
    }

    static class SuperHero<POWER extends SuperPower> {
        POWER power;
        SuperHero(POWER power) {
            this.power = power;
        }
        POWER getPower() {
            return power;
        }
    }

    class SuperSleuth<POWER extends XRayVision> extends SuperHero<POWER> {
        SuperSleuth(POWER power) {
            super(power);
        }
        void see() {
            power.seeThroughWalls();
        }
    }

    static class CanineHero<POWER extends SuperHearing & SuperSmell> extends SuperHero<POWER> {
        CanineHero(POWER power) {
            super(power);
        }
        void hear() {
            power.hearSubtleNoises();
        }
        void smell() {
            power.trackBySmell();
        }
    }

    static class SuperHearSmell implements SuperHearing, SuperSmell {

        @Override
        public void hearSubtleNoises() {

        }

        @Override
        public void trackBySmell() {

        }
    }

    static class DogBoy extends CanineHero<SuperHearSmell> {
        DogBoy() {
            super(new SuperHearSmell());
        }
    }

    static <POWER extends SuperHearing> void useSuperHearing(SuperHero<POWER> hero) {
        hero.getPower().hearSubtleNoises();
    }

    static <POWER extends SuperHearing & SuperSmell> void superFind(SuperHero<POWER> hero) {
        hero.getPower().hearSubtleNoises();
        hero.getPower().trackBySmell();
    }

    public static void main(String[] args) {
        DogBoy dogBoy = new DogBoy();
        useSuperHearing(dogBoy);
        superFind(dogBoy);
        List<? extends SuperHearing> audioBoys;
//        List<? extends SuperHearing & SuperSmell> dogBoy;// error
    }
}
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讲真，有时候意会不能言传，容我回头组织下语言再慢慢道来。

通配符

范型参数表达式中的问号？

public class TPF {

    static class Fruit{}
    static class Apple extends Fruit{}

    public static void main(String[] args) {
        List<? extends Fruit> flist = Arrays.asList(new Apple());
//        flist.add(new Apple());// 不能随意向flist中添加对象
//        flist.add(new Fruit());
        Apple a = (Apple) flist.get(0);
        flist.contains(new Apple());
        flist.indexOf(new Apple());
    }
}
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flist类型是List<? extends Fruit>，可以理解问：具有任何从Fruit继承的类型的列表。但，这实际上不代表该List可以持有任何类型的Fruit。通配符？引用的是明确的类型，因此意味着：某种flist饮用没有指定的具体类型。例子还没想清楚怎么写，回头补上。