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一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型

佳简诚锄 2022-09-02 阅读 100


一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_java_02

Java1.5 发行版增加了泛型(Generic)。

泛型出现前,集合读取的每个对象都必须进行转换,如果不小心插入类型错误对的对象,运行时的转换处理会报错。

泛型出现后,我们通过泛型可以告诉编译器每个集合可以接受哪些对象类型,让编译器自动为集合的元素插入进行转化,并且在编译时告知我们是否插入了类型错误的对象。

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js_03

一些泛型的专业术语

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。

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_lambda_04

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js_03

泛型:编译期及早发现错误

使用泛型进行编码,有两个好处:

  • 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{}

  • 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$Coin cannot be cast to effectivejava.no23.TestGeneric$Stamp
at 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。

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js_03

原生类型与泛型类型的区别

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。

  • 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。

  • 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。

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js_03

泛型的不推荐使用场景

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

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​​

  • 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;
}
}

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_lambda_04

一文读懂《Effective Java》第23条:不要在新代码中使用原生态类型_js_03

总结

 

 

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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—END—

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