android和java泛型扫盲

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Android、Java泛型扫盲

首先我们定义A、B、C、D四个类，他们的关系如下

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class A {}
class B extends A {}
class C extends B {}
class D extends C {}

不指明泛型类型

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//以下代码均编译通过
List list = new ArrayList();
//不指明泛型类型，泛型默认为Object类型，故能往里面添加任意实例对象
list.add(new A());
list.add(new B());
list.add(new C());
//取出则默认为Object类型
Object o = list.get(0);

这个好理解，因为所有的类都继承与Object，故能往list里面添加任意实例对象

无边界通配符 ？

首先我们要明白一个概念，通配符？意义就是它是一个未知的符号，可以是代表任意的类。

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//我们发现，这样写编译不通过，原因很简单，泛型不匹配，虽然B继承A
List<A> listA = new ArrayList<B>(); 

//以下5行代码均编译通过
List<?> list;
list = new ArrayList<A>();
list = new ArrayList<B>();
list = new ArrayList<C>();
list = new ArrayList<D>();

Object o = list.get(0); //编译通过
list.add(new A());      //编译不通过
list.add(new B());      //编译不通过
list.add(new C());      //编译不通过
list.add(new D());      //编译不通过

知识点

  • 无边界通配符 ？ 能取不能存。这个好理解，因为编译器不知道?具体是啥类型，故不能存；但是任意类型都继承于Object，故能取，但取出默认为Object对象。

上边界符 ？extends

继续上代码

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List<? extends C> listC;
listC = new ArrayList<A>(); //编译不通过
listC = new ArrayList<B>(); //编译不通过
listC = new ArrayList<C>(); //编译通过
listC = new ArrayList<D>(); //编译通过

C c = listC.get(0); //编译通过
listC.add(new C()); //编译不通过
listC.add(new D()); //编译不通过

知识点

  1. 上边界符 ? extends 只是限定了赋值给它的实例类型(这里为赋值给listC的实例类型)，且边界包括自身。
  2. 上边界符 ? extends 跟 ？ 一样能取不能存，道理是一样的，虽然限定了上边界，但编译器依然不知道 ? 是啥类型，故不能存；但是限定了上边界，故取出来的对象类型默认为上边界的类型

下边界符 ？super

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List<? super B> listB;
listB = new ArrayList<A>(); //编译通过
listB = new ArrayList<B>(); //编译通过
listB = new ArrayList<C>(); //编译不通过
listB = new ArrayList<D>(); //编译不通过

Object o = listB.get(0); //编译通过
listB.add(new A()); //编译不通过
listB.add(new B()); //编译通过
listB.add(new C()); //编译通过
listB.add(new D()); //编译通过

知识点

  1. 下边界符 ？super，跟上边界符一样，只是限定了赋值给它的实例类型，也包括边界自身
  2. 下边界符 ？super 能存能取，因为设定了下边界，故我们能存下边界以下的类型，当然也包括边界自身；然而取得时候编译器依然不知道 ? 具体是什么类型，故取出默认为Object类型。

类型擦除

首先我们要明白一点：Java 的泛型在编译期有效，在运行期会被删除 我们来看一段代码

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//这两个方法写在同一个类里
public void list(List<A> listA) {}  
public void list(List<B> listB) {}

上面的代码会有问题吗？显然是有的，编译器报错，提示如下信息： list(List<A>) clashed with list(List<B>) ; both methods have same erasure 翻译过来就是，在类型擦除后，两个方法具有相同的签名，我们来看看类型擦除后是什么样子

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public void list(List listA) {}  
public void list(List listB) {}

可以看出，两个方法签名完全一致，故编译不通过。 明白了类型擦除，我们还需要明白一个概念

  • 泛型类并没有自己独有的Class类对象

比如并不存在List.class或是List.class，而只有List.class 接下来这个案例就好理解了

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List<A> listA = new ArrayList<A>();
List<B> listB = new ArrayList<B>();
System.out.println(listA.getClass() == listB.getClass());  //输出true

泛型传递

现实开发中，我们经常会用到泛型传递，例如我们经常需要对Http请求返回的结果做反序列化操作

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public static <T> T fromJson(String result, Class<T> type) {
    try {
        return new Gson().fromJson(result, type);
    } catch (Exception ignore) {
        return null;
    }
}

此时我们传进去是什么类型，就会返回自动该类型的对象

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String result="xxx";
A a = fromJson(result, A.class);
B b = fromJson(result, B.class);
C c = fromJson(result, C.class);
D d = fromJson(result, D.class);
Integer integer = fromJson(result, Integer.class);
String str = fromJson(result, String.class);
Boolean boo = fromJson(result, Boolean.class);

那如果我们想返回一个集合呢，如List<A>，下面这样明显是不对的。

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//编译报错，前面类型擦除时，我们讲过，不存List<A>.class这种类型
ArrayList<A> list = fromJson(result, ArrayList<A>.class)；

那我们该怎么做呢？首先，我们对fromJson改造一下，如下：

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//type为一个数组类型
public static <T> List<T> fromJson(String result, Class<T[]> type) {
    try {
        T[] arr = new Gson().fromJson(result, type);//首先拿到数组
        return Arrays.asList(arr); //数组转集合
    } catch (Exception ignore) {
        return null;
    }
}

这个时候我们就可以这么做了

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String result="xxx";
List<A> listA = fromJson(result, A[].class);
List<B> listB = fromJson(result, B[].class);
List<C> listC = fromJson(result, C[].class);
List<D> listD = fromJson(result, D[].class);
List<Integer> listInt = fromJson(result, Integer[].class);
List<String> listStr = fromJson(result, String[].class);
List<Boolean> listBoo = fromJson(result, Boolean[].class);

ok，我在再来，相信大多数Http接口返回的数据格式是这样的：

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public class Response<T> {
    private T data;
    private int code;
    private String msg;
    //省略get/set方法
}

那这种我们又该如何传递呢？显然用前面的两个fromJson方法都行不通，我们再来改造一下，如下:

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//这里我们直接传递一个Type类型
public static <T> T fromJson(String result, Type type) {
    try {
        return new Gson().fromJson(result, type);
    } catch (Exception ignore) {
        return null;
    }
}

这个Type是什么鬼？点进去看看

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public interface Type {
    default String getTypeName() {
        return toString();
    }
}

哦，原来就是一个接口，并且只有一个方法，我们再来看看它的实现类

发现有5个实现类，其中4个是接口，另外一个是Class类，我们再来看看Class类的声明

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public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
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                              Type,
                              AnnotatedElement {
                              //省略内部代码
}

现在有没有明白点，现在我们重点来关注下Type接口的其中一个实现接口ParameterizedType，我们来看下它的内部代码，里面就只有3个方法

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public interface ParameterizedType extends Type {
    /**
     * 例如:
     * List<String> list; 则返回 {String.class}
     * Map<String,Long> map; 则返回 {String.class,Long.class}
     * Map.Entry<String,Long> entry; 则返回 {String.class,Long.class}
     *
     * @return 以数组的形式返回所有的泛型类型
     */
    Type[] getActualTypeArguments();

    /**
     * 例如:
     * List<String> list; 则返回 List.class
     * Map<String,Long> map; 则返回 Map.class
     * Map.Entry<String,Long> entry; 则返回 Entry.class
     *
     * @return 返回泛型类的真实类型
     */
    Type getRawType();

    /**
     * 例如:
     * List<String> list; 则返回 null
     * Map<String,Long> map; 则返回 null
     * Map.Entry<String,Long> entry; 则返回 Map.class
     *
     * @return 返回泛型类持有者的类型，这里可以简单理解为返回外部类的类型，如果没有外部类，则返回null
     */
    Type getOwnerType();
}

顾名思义，ParameterizedType 代表一个参数化类型。

这个时候我们来自定义一个类，并实现ParameterizedType接口，如下：

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public class ParameterizedTypeImpl implements ParameterizedType {

    private Type rawType;//真实类型
    private Type actualType;//泛型类型

    public ResponseType(Type rawType,Type actualType) {
        this.rawType = rawType;
        this.actualType = actualType;
    }

    public Type[] getActualTypeArguments() {
        return new Type[]{actualType};
    }

    public Type getRawType() {
        return rawType;
    }

    public Type getOwnerType() {
        return null;
    }
}

我们再次贴出fromJson方法

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//这里我们直接传递一个Type类型
public static <T> T fromJson(String result, Type type) {
    try {
        return new Gson().fromJson(result, type);
    } catch (Exception ignore) {
        return null;
    }
}

此时我们想得到Response<T>对象，就可以这样写

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Response<A> responseA = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(Response.class, A.class));
Response<B> responseB = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(Response.class, B.class));
Response<C> responseC = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(Response.class, C.class));

想得到List<T>对象，也可以通过ParameterizedTypeImpl得到，如下:

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List<A> listA = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(List.class, A.class));
List<B> listB = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(List.class, B.class));
List<C> listC = fromJson(result, new ParameterizedTypeImpl(List.class, C.class));

然而，如果我们想得到Response<List<T>>对象，又该如何得到呢？ ParameterizedTypeImpl一样能够实现，如下：

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//第一步，创建List<T>对象对应的Type类型
Type listAType = new ParameterizedTypeImpl(List.class, A.class);
Type listBType = new ParameterizedTypeImpl(List.class, B.class);
Type listCType = new ParameterizedTypeImpl(List.class, C.class);

//第二步，创建Response<List<T>>对象对应的Type类型
Type responseListAType = new ParameterizedTypeImpl(Response.class, listAType);
Type responseListBType = new ParameterizedTypeImpl(Response.class, listBType);
Type responseListCType = new ParameterizedTypeImpl(Response.class, listCType);

//第三步，通过Type对象，获取对应的Response<List<T>>对象
Response<List<A>> responseListA = fromJson(result, responseListAType);
Response<List<B>> responseListB = fromJson(result, responseListBType);
Response<List<C>> responseListC = fromJson(result, responseListCType);

然后，能不能再简单一点呢？可以，我们对ParameterizedTypeImpl改造一下

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/**
 * User: ljx
 * Date: 2018/10/23
 * Time: 09:36
 */
public class ParameterizedTypeImpl implements ParameterizedType {

    private final Type   rawType;
    private final Type   ownerType;
    private final Type[] actualTypeArguments;

    //适用于单个泛型参数的类
    public ParameterizedTypeImpl(Type rawType, Type actualType) {
        this(null, rawType, actualType);
    }

    //适用于多个泛型参数的类
    public ParameterizedTypeImpl(Type ownerType, Type rawType, Type... actualTypeArguments) {
        this.rawType = rawType;
        this.ownerType = ownerType;
        this.actualTypeArguments = actualTypeArguments;
    }

    /**
     * 本方法仅使用于单个泛型参数的类
     * 根据types数组，确定具体的泛型类型
     * List<List<String>>  对应  get(List.class, List.class, String.class)
     *
     * @param types Type数组
     * @return ParameterizedTypeImpl
     */
    public static ParameterizedTypeImpl get(@NonNull Type rawType, @NonNull Type... types) {
        final int length = types.length;
        if (length > 1) {
            Type parameterizedType = new ParameterizedTypeImpl(types[length - 2], types[length - 1]);
            Type[] newTypes = Arrays.copyOf(types, length - 1);
            newTypes[newTypes.length - 1] = parameterizedType;
            return get(rawType, newTypes);
        }
        return new ParameterizedTypeImpl(rawType, types[0]);
    }

    //适用于多个泛型参数的类
    public static ParameterizedTypeImpl getParameterized(@NonNull Type rawType, @NonNull Type... actualTypeArguments) {
        return new ParameterizedTypeImpl(null, rawType, actualTypeArguments);
    }

    public final Type[] getActualTypeArguments() {
        return actualTypeArguments;
    }

    public final Type getOwnerType() {
        return ownerType;
    }

    public final Type getRawType() {
        return rawType;
    }

}

此时，我们就可以这样写

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//第一步，直接创建Response<List<T>>对象对应的Type类型
Type responseListAType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, List.class, A.class);
Type responseListBType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, List.class, B.class)
Type responseListCType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, List.class, C.class)

//第二步，通过Type对象，获取对应的Response<List<T>>对象
Response<List<A>> responseListA = fromJson(result, responseListAType);
Response<List<B>> responseListB = fromJson(result, responseListBType);
Response<List<C>> responseListC = fromJson(result, responseListCType);

现实开发中，我们还可能遇到这样的数据结构

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{
    "code": 0,
    "msg": "",
    "data": {
        "totalPage": 0,
        "list": []
    }
}

此时，Response<T> 里面的泛型传List肯定是不能正常解析的，我们需要再定一个类

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public class PageList<T>{
   private int totalPage;
   private List<T> list;
   //省略get/set方法
}

此时就可以这样解析数据

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//第一步，直接创建Response<PageList<T>>对象对应的Type类型
Type responsePageListAType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, PageList.class, A.class);
Type responsePageListBType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, PageList.class, B.class)
Type responsePageListCType = ParameterizedTypeImpl.get(Response.class, PageList.class, C.class)

//第二步，通过Type对象，获取对应的Response<PageList<T>>对象
Response<PageList<A>> responsePageListA = fromJson(result, responsePageListAType);
Response<PageList<B>> responsePageListB = fromJson(result, responsePageListBType);
Response<PageList<C>> responsePageListC = fromJson(result, responsePageListCType);

注：ParameterizedTypeImpl get(Type... types)仅仅适用于单个泛型参数的时候，如Map等，有两个泛型参数以上的不要用此方法获取Type类型。如果需要获取Map等两个泛型参数以上的Type类型。可调用getParameterized(@NonNull Type rawType, @NonNull Type... actualTypeArguments)构造方法获取，如：

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//获取 Map<String,String> 对应的Type类型
Type mapType = ParameterizedTypeImpl.getParameterized(Map.class, String.classs, String.class)

//获取 Map<A,B> 对应的Type类型
Type mapType = ParameterizedTypeImpl.getParameterized(Map.class, A.classs, B.class)

到这，泛型相关知识点讲解完毕，如有疑问，请留言。

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