为什么以及什么是多态generics类型
什么时候应该使用像这样的通用多态类型,它的含义是什么?
1. List list = new ArrayList(); 2. List list = new ArrayList(); 3. List list = new ArrayList();
有人会用这样的东西
List list = new ArrayList(); List list = new ArrayList();
注意:我理解人们何时使用List
List
或List
在方法定义中List
。 但我不明白的是多态generics类型对象创建。
其原因是基于Java如何实现generics。
一个数组示例
使用数组,您可以执行此操作(数组是协变的)
Integer[] myInts = {1,2,3,4}; Number[] myNumber = myInts;
但是,如果你试图这样做会发生什么?
Number[0] = 3.14; //attempt of heap pollution
最后一行编译得很好,但如果运行此代码,则可能会出现ArrayStoreException
。 因为你试图将一个double放入一个整数数组(无论是通过数字引用访问)。
这意味着你可以欺骗编译器,但你不能欺骗运行时类型系统。 这是因为数组就是我们所说的可再生类型 。 这意味着在运行时Java知道这个数组实际上被实例化为一个整数数组,它恰好通过Number[]
类型的引用进行访问。
因此,正如您所看到的,有一件事是对象的实际类型,另一件事是您用来访问它的引用类型,对吧?
Javagenerics问题
现在,Javagenerics类型的问题是类型信息被编译器丢弃,并且在运行时不可用。 此过程称为类型擦除 。 有充分的理由在Java中实现这样的generics,但这是一个很长的故事,它与二进制兼容现有的代码有关。
但重要的是,由于在运行时没有类型信息,因此无法确保我们不会造成堆污染。
例如,
List myInts = new ArrayList (); myInts.add(1); myInts.add(2); List myNums = myInts; //compiler error myNums.add(3.14); //heap polution
如果Java编译器没有阻止你这样做,那么运行时类型系统也不能阻止你,因为在运行时没有办法确定这个列表应该只是一个整数列表。 Java运行时允许你将任何你想要的东西放入这个列表,当它应该只包含整数时,因为当它被创建时,它被声明为整数列表。
因此,Java的设计者确保您不能欺骗编译器。 如果你不能欺骗编译器(就像我们可以用数组做的那样),你也不能欺骗运行时类型系统。
因此,我们说generics类型是不可恢复的 。
显然,这会妨碍多态性。 请考虑以下示例:
static long sum(Number[] numbers) { long summation = 0; for(Number number : numbers) { summation += number.longValue(); } return summation; }
现在你可以像这样使用它:
Integer[] myInts = {1,2,3,4,5}; Long[] myLongs = {1L, 2L, 3L, 4L, 5L}; Double[] myDoubles = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}; System.out.println(sum(myInts)); System.out.println(sum(myLongs)); System.out.println(sum(myDoubles));
但是,如果您尝试使用generics集合实现相同的代码,则不会成功:
static long sum(List numbers) { long summation = 0; for(Number number : numbers) { summation += number.longValue(); } return summation; }
如果你试图…你会得到编译器错误
List myInts = asList(1,2,3,4,5); List myLongs = asList(1L, 2L, 3L, 4L, 5L); List myDoubles = asList(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0); System.out.println(sum(myInts)); //compiler error System.out.println(sum(myLongs)); //compiler error System.out.println(sum(myDoubles)); //compiler error
解决方案是学习使用Javagenerics的两个强大function,称为协方差和逆变。
协方差
使用协方差,您可以从结构中读取项目,但不能在其中写入任何内容。 所有这些都是有效的声明。
List extends Number> myNums = new ArrayList(); List extends Number> myNums = new ArrayList() List extends Number> myNums = new ArrayList()
你可以从myNums
:
Number n = myNums.get(0);
因为您可以确定无论实际列表包含什么,它都可以被上传到一个数字(毕竟任何扩展Number的数字都是数字,对吧?)
但是,不允许将任何内容放入协变结构中。
myNumst.add(45L); //compiler error
这是不允许的,因为Java无法保证通用结构中对象的实际类型。 它可以是扩展Number的任何东西,但编译器无法确定。 所以你可以阅读,但不能写。
逆变
有了逆转,你可以做相反的事情。 你可以把东西放到一个通用的结构中,但你不能从中读出来。
List
在这种情况下,对象的实际性质是对象列表,并且通过逆变,您可以将Numbers放入其中,主要是因为所有数字都将Object作为它们的共同祖先。 因此,所有Numbers都是对象,因此这是有效的。
但是,如果你得到一个数字,你就无法安全地从这个逆变结构中读取任何东西。
Number myNum = myNums.get(0); //compiler-error
如您所见,如果编译器允许您编写此行,则会在运行时获得ClassCastException。
获取/放置原则
因此,当您只打算从结构中取出通用值时使用协方差,当您只打算将通用值放入结构时使用逆变,并在您打算同时使用完全通用类型时使用。
我的最好的例子是以下将任何类型的数字从一个列表复制到另一个列表中。 它只从源头获取物品,它只将物品放入命运。
public static void copy(List extends Number> source, List super Number> destiny) { for(Number number : source) { destiny.add(number); } }
由于协方差和逆变的力量,这适用于这样的情况:
List myInts = asList(1,2,3,4); List myDoubles = asList(3.14, 6.28); List myObjs = new ArrayList(); copy(myInts, myObjs); copy(myDoubles, myObjs);
他们会使用:
-
如果他们需要一个属于
Dog
超类的对象列表。 比如Animal
。 -
如果他们需要一个动物对象列表(动物的子类)。 比如
Dog
。 -
如果他们需要一个对象列表,期限。 例如,这可能是一个狗的名单。
看看这可能会对你有所帮助。
-
List
是List
的子类吗? 为什么Java的generics不是隐式多态的? - generics