Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?

 
下面我总结了集合、泛型、数组转集合等一些常见的陷进,认真看完,相信你绝对有所收获。

1、List ,List<?> 与 List<Object> 有区别吗?

说实话,我敢保证很多人是不知道 List, List<?> 与 List<Object> 之间的区别的。
1、我们先来看看 List 与 List<Object>
很多可能觉得 List<Object>的用法与 List 是一样的,例如很多人认为
List<Object> list;
List list;
这两种定义方法是一模一样的,然而他们是不一样的。看下面一段代码
1    List<Integer> t1 = new ArrayList<>();
2    // 编译通过
3    List t2 = t1;
4    //编译失败
5    List<Object> t3 = t1;
t1 可以赋给 t2, 但是 t1 不能赋给 t3,会抛出如下异常
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
从这里可以看出
List list;
List<Object> list;
是有区别的,List 变量可以接受任何泛型的变量,而 List 则不可以。
2、我们在看看 Lis<?> 有什么需要注意的地方:
看下面一段代码:
1    List<Object> t1 = new ArrayList<>();
2    List<?> t2 = t1;
3    // 编译通过
4    t2.remove(0);
5    t2.clear();
6    // 编译不通过
7    t2.add(new Object());
List<?> 是一个泛型,在没有赋值之前,是可以接受任何集合的赋值的,我想这点大家都知道,但是请注意,赋值之后就不能往里面添加元素了,提示如下错误:
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
所以 List<?> 一般用来作为参数来接受外部的集合,或者返回一个不知道具体元素的集合。
List 与 List<?>, List<Object> 的细微区别知道了吧?

2、<? extends T> 与 <? super T>你真的懂吗?

我们知道泛型 List<T> 只能放置一种类型,如果你采用 List<Object> 来放置多种类型,然后再进行类型强制转换的话,那会失去了泛型的初衷。
为了能够放置多种类型,于是有了 <? extend T> 与 <? super T>,下面先说一些你可能原本就知道的知识:
1、对于 <? extends T> a,a 这个变量可以接受 T 及其 T 子类的集合,上界为 T,并且从 a 取出来的类型都会被强制转换为 T。重点看下面一个例子:
注意:我们先约定 Cat(猫) 继承自 Animal(动物),RedCat(黑猫) 继承自 Cat
1    List<Animal> animals = new ArrayList<>();
2    List<Cat> cats = new ArrayList<>();
3    List<RedCat> redCats = new ArrayList<>();
4    // 可以通过编译
5    List<? extends  Cat> extendsCat = redCats;
6    // 不能通过编译,因为只能接受 Cat 及其子类的集合
7    extendsCat = animals;
8
9    // 重点注意:下面三行都不能通过编译
10    extendsCat.add(new Animal());
11    extendsCat.add(new Cat());
12    extendsCat.add(new RedCat());
13    // 重点注意:可以通过编译
14    extendsCat.add(null);
注意,<? extends T>最需要注意的是,就是不能向里面添加除null之外的其他所有元素,这个和 List<?> 有点类似。
2、现在说说 <? super T>,它和 <? extends T> 有点相反。对于 <? super T> a,a 这个变量可以接受 T 及其 T 父类的集合,下界为 T,并且从 a 取出来的类型都会被强制转换为 Object。重点看下面一个例子:
1    List<Animal> animals = new ArrayList<>();
2    List<Cat> cats = new ArrayList<>();
3    List<RedCat> redCats = new ArrayList<>();
4    // 可以通过编译
5    List<? super  Cat> superCat = animals;
6    // 不能通过编译,因为只能接受 Cat 及其父类的集合
7    superCat = redCats;
8
9    // 重点注意:不能通过编译,只能添加 Cat 及其 Cat 的子类
10    superCat.add(new Animal());
11    // 重点注意,可以通过编译
12    superCat.add(new Cat());
13    superCat.add(new RedCat());
14    superCat.add(null);
注意,<? super T>最需要注意的是,在虽然可以接受 T 及其父类的赋值,但是只能向里面添加 T 及其 T 的子类
总结
1、List<? extends T> a ,可以把 a 及其 a 的子类赋给 a,从 a 里取的元素都会被强制转换为 T 类型,不过需要注意的是,不能向 a 添加任何除 null 外是元素
2、List<? super T> a ,可以把 a 及其 a 的父类赋给 a,从 a 里取的元素都会被强制转换为 Object 类型,不过需要注意的是,可以向 a 添加元素,但添加的只能是 T 及其子类元素

3、泛型与重载

我们先来看一道题,你觉得下面这道题能够编译通过吗?
1 public class GernerTypes {
2    public static void  method(List<Integer> list) {
3        System.out.println(“List<Integer> list”);
4    }
5    public static void method(List<String> list) {
6        System.out.println(“List<String> list”);
7    }
8}
答是编译不通过
两个方法的参数不同,为什么会重载不通过呢?
实际上在 Java 的泛型中,泛型只存在于源码中,在编译后的字节码中,泛型已经被替换为原生类型了,并且在相应的地方插入了强制转换的代码。为了方便理解,可以看下面的一段代码例子:
1 // 源码
2     public static void main(String[] args) {
3        List<Integer> list = new ArrayList<>();
4        list.add(1);
5        System.out.println(list.get(0));
6    }
编译之后泛型就不存在了,并且在相应的地方插入了强制转换的代码,编译之后,我们反编译的代码如下:
1     // 反编译之后的代码
2    public static void main(String[] args) {
3        List list = new ArrayList();
4        list.add(1);
5        System.out.println((Integer)list.get(0));
6    }
这种 编译之后泛型就不存在了,并且在相应的地方插入了强制转换代码的机制我们也称之为擦除
所以上面的两个方法,看似参数不一样,但是经过编译擦出之后,他们的参数就是一样的了,所以编译不通过。

4、数组与集合相互转换时需要注意的点

1、数组转集合
大家先看一个例子吧,
1    public static void main(String[] args) {
2        String[] arr = {“one”“two”“three”};
3        // 数组转换成集合
4        List<String> list = Arrays.asList(arr);
5        // 向集合添加元素:编译正常,但运行时抛出了异常
6        list.add(“four”);
7    }
向集合添加元素抛出了如下异常:
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
问题来了,向集合添加元素为啥会抛出异常呢??
我们先来看一下 Arrays.asList(arr) 方法究竟返回了什么?
源码如下:
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
返回的明明是 ArrayList 啊,为啥就不能添加元素呢??
实际上,此 ArrayList 非彼 ArrayList,这个返回的 ArrayList 实际上是 Arrays 的一个内部类。该内部类也是十分简单,和真实的那个 ArrayList 没得比,部分源码如下:
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
而且这个假的 ArrayList 是直接 引用原数组的,不然你看它的构造器(第二条画线)
Java集合、数组与泛型中的几个陷阱,你掉进了几个?
也就是说,ArrayList 内部是直接引用 arr 数组,你对 arr 数组进行改变,也会同时改变到 list 集合。
下面的代码证明这一点
1    public static void main(String[] args) {
2        String[] arr = {“one”“two”“three”};
3        // 数组转换成集合
4        List<String> list = Arrays.asList(arr);
5        // 修改 arr
6        arr[0] = “0”;
7        //打印看看
8        System.out.println(list.get(0));
9    }
打印结果是 “0”。
所以,我们向 list 添加元素肯定失败,因为 arr 数组的长度了 3 ,本来就有 3 个元素了,你在向里面添加第四个元素,肯定是不行的。
所以,在把数组转换为集合的过程中,需要特别注意。
建议大家这样转换比较安全
1List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
2、集合转数组
集合转换为数组相对比较不苛刻,我就不拉很多源码来进行分析了,我只简单说下几个需要注意的地方。例如对于下面这个转换:
1    // 集合大小为 size
2    List<String> list = new ArrayList<>();
3    // 长度为 n 的数组
4    String[] arr = new String[n];
5    // 进行转换
6    list.toArray(arr);
1、如果数组长度比集合小:由于 arr 的长度不够,所以集合里的元素不会赋给 arr,而且自己再重新创建一个新数组反回去。
2、如果数组长度不小于集合:此时 arr 的长度够了,所以集合里的元素直接复制给 arr 数组,不会重新创建一个新的元素。
一览源码:
1public <T> T[] toArray(T[] a) {
2    if (a.length < size)
3        // 重新创建一个数组来返回去
4        return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
5    // 长度够的话直接复制给 a
6    System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
7    if (a.length > size)
8        a[size] = null;
9    return a;
10    }
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