一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型
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泛型类或泛型接口:声明中具有一个或多个类型参数(type parameter)的类或者接口,统称为泛型。eg,jdk1.5之后,List 接口只有单个类型参数E,表示列表的元素类型,所以他的接口名称应该是List<E>,但是人们常常把它简称为List。
参数化的类型(parameterized type),构成格式是:类或接口的名称 + 尖括号(<>)将泛型形式参数的实际类型参数列表括起来。
每个泛型都定义类一个 原生态类型(raw type),即不带任何实际类型参数的泛型名称。eg,List<E> 对应的原生态类型是List。原生态类型就相当于从类型声明中删除了泛型信息。
使用泛型进行编码,有两个好处:
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优点1:让编写代码时在编译期及早发现错误,并且助于定位报错位置 -
优点2:集合使用泛型,从集合中遍历元素时不需要再进行手工转换了 (编译器替我们完成隐式转换,并确保过程不会失败,无论我们使用的是否for-each循环)
下面我们通过一个例子阐述清楚,代码如下:
/*** @exception ClassCastException*/private static void testGenericeBeforejdk5() {Collection stamps = new ArrayList();stamps.add(new Coin());for (Iterator i = stamps.iterator(); i.hasNext();){Stamp next = (Stamp)i.next(); //ClassCastException}}private static void testGenericeAfterjdk5() {Collection<Stamp> stamps = new ArrayList();stamps.add(new Coin());//编译器告诉我们错误}// 两个测试内部类static class Stamp{}static class Coin{}
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testGenericeBeforejdk5()方法里,我们希望stamps集合只会存放Stamp 类元素,但是编码时还是不小心把一个coin放进了这个集合。那么程序是不会在编译时告诉程序员这个问题的,而是等到代码真正执行时,出现了异常。
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: effectivejava.no23.TestGeneric$Coin cannot be cast to effectivejava.no23.TestGeneric$Stampat effectivejava.no23.TestGeneric.testGenericeBeforejdk5(TestGeneric.java:26)at effectivejava.no23.TestGeneric.main(TestGeneric.java:14)
testGenericeAfterjdk5()方法里,我们使用了泛型定义了集合的参数类型。通过这条声明,编译器知道 stamps 集合应该只包含Stamp 实例,并给以保证。因此在代码开发时,我们不小心将一个coin 实例放进stamps集合时,编译器会及时提醒我们并产生一条编译错误信息,准确告知程序员哪里出现错误。
Error:(20, 28) java: 不兼容的类型: effectivejava.no23.TestGeneric.Coin无法转换为effectivejava.no23.TestGeneric.Stamp
通过比较,我们还能发现,集合使用泛型,从集合中遍历元素时不需要再进行手工转换了。
其一、使用原生态类型,会失掉泛型在安全性和其他表述性方面的优势。
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为什么继续允许使用原生态类型呢?Java 平台发展至今,已经存在大量的没有使用泛型的Java 代码了,人们认为让所有这些代码保持合法,且能够与泛型的代码互用,为了这个“移植兼容性”(Migration Compatibility)需求,促成了支持原生态类型的决定。
其二、原生态类型List 和 参数化类型List<Object>有区别。
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原生态类型List,逃避了泛型检查,List<Object>则明确告知编译器:它能够持有任意类型的对象。eg,List<String>可以传递给List,但不能传递给 List<Object>。 -
泛型有子类型化(subtyping)的规则。List<String> 是原生态类型List 的一个子类型,但不是List<Object> 的子类型。
下面通过一个例子解读两者的区别:
private static void testSubTyping() {List<String> strings = new ArrayList<String>();unsafeAdd(strings, new Integer(110));String s = strings.get(0); // exception while run the method;}/*** 方法使用了原生态类型,所以可以编译。*/private static void unsafeAdd(List list, Object o) {list.add(0);}/*** 方法使用了List<Object>替代原生态类型,所以编译不会通过。*/private static void unsafeAddV2(List<Object> list, Object o) {list.add(0);}
结论:使用List 这样的原生态类型会丢掉类型安全性,但是使用List<Object> 这样的参数化类型则不会。
不要在新代码中使用原生态类型,这条规则有两个小小的例外,原因是:泛型信息可以在运行时被编译器擦除了。
在类文字(class literal)中必须使用原生态类型,规范不允许使用参数化类型(但允许数组类型和基本类型)[JLS,15.8.2]
ClassLiteral:
TypeName {[ ]} . class
NumericType {[ ]} . class
boolean {[ ]} . class
void . class
A class literal is an expression consisting of the name of a class, interface, array, or primitive type, or the pseudo-type void, followed by a '.' and the token class.
https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.8.2
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instanceof 操作符对“无限制通配符”的参数化类型是无效非法的。,由于泛型信息在运行中被擦除了,这种情况下,尖括号(<>)和问号(?)显得多余了。
private static void testInstanceOfInvalidOnGeneric(Object o) {if (o instanceof Set){//一旦确定o是个Set,必须转换为通配符类型Set<?>,而不是原生态类型Set。这样能避免后续代码出现运行时异常。Set<?> set = (Set<?>) o;}}
| 术语 | 示例 | 所在条目 |
| 参数化的类型 | List<String> | 23 |
| 实际类型参数 | String | 23 |
| 泛型 |
List<E> |
23 |
| 形式类型参数 |
E |
23 |
| 无限制通配符类型参数 |
List<?> |
23 |
| 原生态类型参数 |
List |
23 |
| 有限制类型参数 |
List<E extends Number> |
26 |
| 递归类型限制 |
List<T extends Comparable<T>> |
27 |
| 有限制通配符类型参数 |
List<? extends Number> |
28 |
| 泛型方法 |
static <E> List<E> asList(E[] a) |
27 |
| 类型令牌 |
String.class |
29 |
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