java——注解、反射、泛型

注解

注解是代码的元数据
注解仅仅是元数据,与业务逻辑无关。元数据的用户来实现相关逻辑。注解仅仅提供它所定义的属性(类、方法、域等)的信息,注解的用户(一些代码)读取这些信息并实现必要的逻辑。

自定义注解

jdk1.5提供了四种注解,用于注解其他的注解:
@Document --注解是否被包含在javadoc中
@Retention --注解的生命周期,自定义注解一般使用RetentionPolicy.RUNTIME,在运行时也保留该注解,这样可以使用反射获取注解信息,实现业务逻辑。
@Target --注解用在什么地方,常用ElementType.TYPE(类、接口或enum)或者ElementType.FIELD(实例变量)或者ElementType.METHOD(方法)。
@Inherited --定义该注释和子类的关系。
注解的元数据支持基本类型、string和枚举,所有属性被定义为方法,并允许提供默认值。

获取注解信息

可以在运行时通过反射获取注解信息,反射可以获取Class、Method和Field对象,都支持getAnnotation()方法。获取注解后,可以通过调用方法获取注解对应的元数据信息。

反射

反射是框架设计的灵魂
JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性。
每一个类对应一个Class对象。所有的反射都是从Class对象开始的。运行时将class文件读入内存,并创建对应的class对象。
反射就是把java类中的所有成分映射为不同的对象。Class由JVM创建,然后可以从Class对象获取需要的类成员对象,包括但不限于Method、Field、Constructor等。类里面写的所有东西都可以通过class获取(前提是信息可以保存到运行时,比如有些注解不会保留到运行期,可以通过这一点绕过泛型检查)。

泛型

泛型是指参数化形式,在编程时将具体的类型写为类型参数,然后在调用的时候传入具体的类型。
比如List,如果不用泛型,那么可以向其传入任意类型的参数,get()的时候再做类型转换。如果使用了泛型,所有的传入的类型会在编译时做类型检查,如果不符合泛型定义的类型,编译期就会报错。
泛型只在编译期生效。在运行时,所有的泛型会被擦除,同时添加类型检查和类型转化。可以在生成的class文件中查看。
泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型类

最典型的是java中的容器类,List、Map、Set等。

public class Generic<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;
    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }
    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

这里定义了一个泛型类Generic<T>,T表示泛型参数。Generic<String> g = new Generic<String>()表示泛型参数为String。这时编译器会检查传入的类型是否为String。
如果定义对象时不设定泛型参数,类似Generic g = new Generic(),这时泛型检查不起作用,可以传入任何类型。

泛型接口

类似于泛型类

//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

这里定义了一个泛型接口。使用情况分为两种:未传入泛型实参和传入泛型实参。

  • 未传入泛型实参
/**
* 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
* 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
* 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class"
*/
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
   @Override
   public T next() {
       return null;
   }
}

该实现类的使用与泛型类相同

  • 传入泛型实参
/**
 * 传入泛型实参时:
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>
 * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

这里泛型参数<T>被设为<String>。实现类的使用与普通类一致。

泛型方法

泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。

/**
 * 泛型方法的基本介绍
 * @param tClass 传入的泛型实参
 * @return T 返回值为T类型
 * 说明:
 *     1)public 与 返回值中间<T>非常重要,可以理解为声明此方法为泛型方法。
 *     2)只有声明了<T>的方法才是泛型方法,泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
 *     3)<T>表明该方法将使用泛型类型T,此时才可以在方法中使用泛型类型T。
 *     4)与泛型类的定义一样,此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
 */
public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
  IllegalAccessException{
        T instance = tClass.newInstance();
        return instance;
}

这里在方法的public和返回值之间使用了<T>,表示该方法为泛型方法。T会在使用时被替换为相应的类,比如Object obj = genericMethod(Class.forName("com.test.test"))
泛型方法可以出现在任何地方,泛型方法的泛型参数可以覆盖泛型类的同名泛型参数。
静态方法无法访问类上定义的泛型,如果静态方法使用泛型,必须在方法层面进行声明。

如果一个方法接收一个泛型对象作为参数,同时不确定传入的泛型对象的具体类型。这里必须使用泛型参数通配符<?>。因为不同的泛型参数并不兼容,就算之间有继承关系也不兼容。

泛型上下边界

在定义泛型时,可以使用<T extends Object>或者<? extends Object>来限定泛型的类型。表示传入的泛型类型必须为指定类型或其子类型。除了extends,还有super,表示传入的泛型类型必须为指定类型或其父类型。

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