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标题: 重点知识巩固------Java 泛型详解（2） [打印本页]

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作者: hy2014051202    时间: 2017-7-12 18:28
标题: 重点知识巩固------Java 泛型详解（2）

接着上回为说完的贴子“重点知识巩固------Java 泛型详解（1）”

问题二

继续复用我们上面的Node的类，对于泛型代码，Java编译器实际上还会偷偷帮我们实现一个Bridge method。

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class Node<T> {

    public T data;

    public Node(T data) { this.data = data; }

    public void setData(T data) {

        System.out.println("Node.setData");

        this.data = data;

    }

}

public class MyNode extends Node<Integer> {

    public MyNode(Integer data) { super(data); }

    public void setData(Integer data) {

        System.out.println("MyNode.setData");

        super.setData(data);

    }

}

看完上面的分析之后，你可能会认为在类型擦除后，编译器会将Node和MyNode变成下面这样：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class Node {

    public Object data;

    public Node(Object data) { this.data = data; }

    public void setData(Object data) {

        System.out.println("Node.setData");

        this.data = data;

    }

}

public class MyNode extends Node {

    public MyNode(Integer data) { super(data); }

    public void setData(Integer data) {

        System.out.println("MyNode.setData");

        super.setData(data);

    }

}

实际上不是这样的，我们先来看一下下面这段代码，这段代码运行的时候会抛出ClassCastException异常，提示String无法转换成Integer：

[Java] 纯文本查看 复制代码

MyNode mn = new MyNode(5);

Node n = mn; // A raw type - compiler throws an unchecked warning

n.setData("Hello"); // Causes a ClassCastException to be thrown.

// Integer x = mn.data;

如果按照我们上面生成的代码，运行到第3行的时候不应该报错(注意我注释掉了第4行)，因为MyNode中不存在setData(String data)方法，所以只能调用父类Node的setData(Object data)方法，既然这样上面的第3行代码不应该报错，因为String当然可以转换成Object了，那ClassCastException到底是怎么抛出的？

实际上Java编译器对上面代码自动还做了一个处理：

[Java] 纯文本查看 复制代码

class MyNode extends Node {

    // Bridge method generated by the compiler

    public void setData(Object data) {

        setData((Integer) data);

    }

    public void setData(Integer data) {

        System.out.println("MyNode.setData");

        super.setData(data);

    }

    // ...

}

这也就是为什么上面会报错的原因了，setData((Integer) data);的时候String无法转换成Integer。所以上面第2行编译器提示unchecked warning的时候，我们不能选择忽略，不然要等到运行期间才能发现异常。如果我们一开始加上Node<Integer> n = mn就好了，这样编译器就可以提前帮我们发现错误。

问题三

正如我们上面提到的，Java泛型很大程度上只能提供静态类型检查，然后类型的信息就会被擦除，所以像下面这样利用类型参数创建实例的做法编译器不会通过：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public static <E> void append(List<E> list) {

    E elem = new E();  // compile-time error

    list.add(elem);

}

但是如果某些场景我们想要需要利用类型参数创建实例，我们应该怎么做呢？可以利用反射解决这个问题：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public static <E> void append(List<E> list, Class<E> cls) throws Exception {

    E elem = cls.newInstance();   // OK

    list.add(elem);

}

我们可以像下面这样调用：

[Java] 纯文本查看 复制代码

List<String> ls = new ArrayList<>();

append(ls, String.class);

实际上对于上面这个问题，还可以采用Factory和Template两种设计模式解决，感兴趣的朋友不妨去看一下Thinking in Java中第15章中关于Creating instance of types(英文版第664页)的讲解，这里我们就不深入了。

问题四

我们无法对泛型代码直接使用instanceof关键字，因为Java编译器在生成代码的时候会擦除所有相关泛型的类型信息，正如我们上面验证过的JVM在运行时期无法识别出ArrayList<Integer>和ArrayList<String>的之间的区别：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public static <E> void rtti(List<E> list) {

    if (list instanceof ArrayList<Integer>) {  // compile-time error

        // ...

    }

}

=> { ArrayList<Integer>, ArrayList<String>, LinkedList<Character>, ... }

和上面一样，我们可以使用通配符重新设置bounds来解决这个问题：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public static void rtti(List<?> list) {

    if (list instanceof ArrayList<?>) {  // OK; instanceof requires a reifiable type

        // ...

    }

}

工厂模式

接下来我们利用泛型来简单的实现一下工厂模式，首先我们先声明一个接口Factory：

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package typeinfo.factory;

public interface Factory<T> {

    T create();

}

接下来我们来创建几个实体类FuelFilter和AirFilter以及FanBelt和GeneratorBelt。

[Java] 纯文本查看 复制代码

class Filter extends Part {}

class FuelFilter extends Filter {

    public static class Factory implements typeinfo.factory.Factory<FuelFilter> {

        public FuelFilter create() {

            return new FuelFilter();

        }

    }

}

class AirFilter extends Filter {

    public static class Factory implements typeinfo.factory.Factory<AirFilter> {

        public AirFilter create() {

            return new AirFilter();

        }

    }

}



class Belt extends Part {}

class FanBelt extends Belt {

    public static class Factory implements typeinfo.factory.Factory<FanBelt> {

        public FanBelt create() {

            return new FanBelt();

        }

    }

}

class GeneratorBelt extends Belt {

    public static class Factory implements typeinfo.factory.Factory<GeneratorBelt> {

        public GeneratorBelt create() {

            return new GeneratorBelt();

        }

    }

}

Part类的实现如下，注意我们上面的实体类都是Part类的间接子类。在Part类我们注册了我们上面的声明的实体类。所以以后我们如果要创建相关的实体类的话，只需要在调用Part类的相关方法了。这么做的一个好处就是如果的业务中出现了CabinAirFilter或者PowerSteeringBelt的话，我们不需要修改太多的代码，只需要在Part类中将它们注册即可。

[Java] 纯文本查看 复制代码

class Part {

    static List<Factory<? extends Part>> partFactories =

        new ArrayList<Factory<? extends Part>>();

    static {

        partFactories.add(new FuelFilter.Factory());

        partFactories.add(new AirFilter.Factory());

        partFactories.add(new FanBelt.Factory());

        partFactories.add(new PowerSteeringBelt.Factory());

    }

    private static Random rand = new Random(47);

    public static Part createRandom() {

        int n = rand.nextInt(partFactories.size());

        return partFactories.get(n).create();

    }

    public String toString() {

        return getClass().getSimpleName();

    }

}

最后我们来测试一下：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class RegisteredFactories {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            System.out.println(Part.createRandom());

        }

    }

}

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