2022.11.29
西安
初雪…

泛型在Java中十分重要，也比较难理解，本文旨在让初学者有大概的理解。

一、什么是泛型

1.1 引入泛型

一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这种限制对代码的束缚就会很大

那我们要怎么做？

在此之前先思考这个问题：
【问题】我们能不能实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值？
【思路】我们以前学过的数组，只能存放指定类型的元素，比如：

int[] array = new int[10];

那怎样让一个数组储存其他类型元素呢？
对没错，你想的是对的[doge]，就是Object

众所周知，所有类的父类，默认为Object类，这样的话…把数组设置为Object不就好了？
【代码实现】

class MyArray {public Object[] array = new Object[10];public Object getArray(int pos) {return this.array[pos];}public void setArray(int pos,Object val) {this.array[pos] = val;}
}public class Test1 {public static void main(String[] args) {MyArray myArray = new MyArray();myArray.setArray(0,10);       //将整型放入数组myArray.setArray(1,"JieJie"); //将字符型放入数组String str = myArray.array[1];//errorSystem.out.println(str);}
}

运行后出现异常：

【总结】
通过上述代码我们可以得出：

任何类型数据都可以存放
数组的1下标存放的本身就是字符串，但是确编译报错。必须进行强制类型转换

String str = (String) myArray.array[1];//强制类型转换
System.out.println(str);

虽然在这种情况下，当前数组任何数据都可以存放，但是，更多情况下，我们还是希望他只能够持有一种数据类型。而不是同时持有这么多类型。所以，泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象（超级重要，要反复理解）。让编译器去做检查。此时，就需要把类型，作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型。

1.2 泛型语法

【格式】

class 泛型类名称<类型形参列表> {
// 这里可以使用类型参数
}class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {// 这里可以使用类型参数
}

【注意：】泛型只能接受类，所有的基本数据类型必须使用包装类！
【对1.1的代码用泛型改写】

class MyArray<T> {     【类名后的 <T> 代表占位符，表示当前类是一个泛型类】public T[] array = (T[]) new Object[10];     【不能直接new泛型类型的数组：意味着T[] ts = new T[5];是不对的】【可以明确告诉大家，上面这样new数组也不够完美，本文稍后会最初解释，为方便理解暂时这样new】public T getArray(int pos) {return this.array[pos];}public void setArray(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}
}public class Test1 {public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();    【类型后加入 <Integer> 指定当前类型】myArray.setArray(0,10);       【将整型放入数组】myArray.setArray(1,20);       【将整型放入数组】int ret = myArray.getArray(1);     【获取1位置上的数字，此时不需要进行强制类型转换】【获取元素时编译器会在编译时帮我们进行类型转换】System.out.println(ret);myArray.setArray(2,"JieJie");      【将字符型放入数组，代码编译报错，此时因为上面指定类当前的类型为Integer】【编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查】}
}

【类型推导(Type Inference)】
当编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写

MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();

二、泛型如何编译？

上面的代码中有两句话你想必也注意到了：

【获取元素时编译器会在编译时帮我们进行类型转换】
【编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查】

我们知道编译器给我们的结果是什么，可是这中间具体做了什么工作呢？
想解答这个问题，我们要先来看看擦除机制：

2.1 擦除机制

通过命令：javap -c 查看字节码文件，所有的T都是Object

在编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制
Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息

也就是说运行的时候不存在所谓泛型的概念

这时候可能大家有疑问，那为什么，T[] ts = new T[5]; 是不对的，编译的时候，替换为Object，不是相当于：Object[] ts = new Object[5]吗？
下面解答：

2.2 为什么不能实例化泛型类型数组

将1.2中的getArray方法的返回值替换成为Object[]：

public Object[] getArray() { return array;
}

运行下面的主函数：

public static void main(String[] args) { MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>(); Integer[] strings = myArray1.getArray();
}
//编译错误
/*Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer; at TestDemo.main(TestDemo.java:31)
*/

编译错误原因：替换后的方法将Object[]分配给Integer[]引用，程序报错

返回的Object数组里面，可能存放的是任何的数据类型，可能是String，可能是Person，运行的时
候，直接转给Integer类型的数组，发生向下转型，编译器认为是不安全的。

三、补充

public T[] array = (T[]) new Object[10];

上面的部分告诉大家，这样new数组也不够完美，在这里给出一个更好的方案：

public Object[] array2 = new Object[3];
public T getArray2 (int pos){return (T)array2[pos];
}

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