Java class 与泛型

泛化的 Class 引用

我们由一段代码来切入今天的主题:

public class Demo {
    
    public static void main(String[] args) {
        try{
            Class<? extends Number> numClass = int.class;
            numClass = double.class;
            numClass = Integer.class;
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

上述代码没有任何的实际意义,但是能引出以下两个问题:
1)Class 是什么类?
2)泛型有什么作用?
对于这两个问题,我们的解答是:

  1. Class 的功能与使用

    • Class 类:Class 引用总是指向某个类的 Class 对象。Class 类可以用于制造类的实例,并包含可作用于这些实例的所有方法代码,并且包含该类的静态成员。
    • Class<?>Class 是等效的,但是使用 Class<?> 的好处是表示你并不是由于疏忽而未指定具体的类引用,而是选择了非具体的版本。
  2. 使用带泛型的 Class 引用的好处:

    • 使用 Class<?> 调用 getInstanse() 方法获取到的对象是 Object 类型的实例。但如果使用 Class<Integer> 则是 Integer 类型的。

所以 Class 类包含了其他类的类型信息。可用于制造类的实例和查看类的成员和方法。

泛型通配符 extends 和 super

  • 为了引入通配符?
    Java 中 Integer 类继承于 Number 类,但 Integer.class 并不是 Number.class 的子类 (objc比这优雅多了),所以 Class<Number> numClass = Integer.class; 是不合法的。

extends 上界通配符

因为以上尴尬的情况,所以引入了 ? extends 通配符声明 这个class 引用是用来引用继承于 Number 的子类 class 对象。所以才能将 Integer.class 赋值给它。
我们以下图为例子:

image.png

<? extends Fruit> 该类的set()方法失效。但取东西get()方法还有效。

Plate < ? extends Fruit > p = new Plate < Apple > (new Apple()); //不能存入任何元素
p.set(new Fruit());    //Error
p.set(new Apple());    //Error

super 下界通配符

声明了? super Frult的泛型对象,能存放当前类型和它所有父类的对象。

image.png

extends 相反,super 通配符会使get()方法失效,但是set()方法仍让有效。

cast 方法

使用 cast() 可以对无法强制转换的实例进行转换。

public class Demo {
    
    public static void main(String[] args) {
        try{
            Number a = 1;
            Class<Integer> numClass = Integer.class;
            Integer i = numClass.cast(a);
            System.out.println(i);
        } catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

泛型擦除

  • 我们在使用泛型的过程中,常常因为无法获取泛型 T 的 class 引用。
    是因为编译期在擦除后无法得知对象 T 的类型,但编译器还是能保证最为返回值时仍然具有 T 类型。因为擦除在运行的边界(进入和离开的地方),编译器执行了类型检查并插入了转型代码。
public class Demo<T> {
    private T obj;
    public void set(T obj){
        this.obj = obj;
    }  
    public T get(){
        return this.obj;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Demo<String> demo = new Demo<String>();
        demo.set("123");
        String str = demo.get(); // 等效于 (String) demo.get(),获取到 Object 类型后强转为 String 类型
        System.out.println(str);
    }
}

    Code:
       0: new           #3                  // class Demo
       3: dup
       4: invokespecial #4                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: ldc           #5                  // String 123
      11: invokevirtual #6                  // Method set:(Ljava/lang/Object;)V
      14: aload_1
      15: o #7                  // Method get:()Ljava/lang/Object;
      18: checkcast     #8                  // class java/lang/String
      21: astore_2
      22: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      25: aload_2
      26: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      29: return
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