Java基础知识之泛型操作和相关面试题

男娘i 2023-07-21 11:26 39阅读 0赞

**一.为什么需要使用泛型?(以下问题)**  
1):存储任意类型的数据在集合中 ,但是取出来都是Object类型的,此时就得强转.  
2):约束存储到集合中的元素必须是相同的数据类型(相同的数据类型才能做比较,比如TreeSet类).  
3):设计一个点(Point)类,来封装坐标位置,要求坐标位置支持String类型.Integer类型/Double类型.

**二.什么是泛型?**  
泛型(GenericType),从Java5开始支持的新的语法:  
1):广泛通用的类型.  
2):代码模板中类型不确定,谁调用该段代码,谁指明类型是什么.

**三.泛型使用:**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
泛型类:直接在类/接口上定义的泛型.  
使用泛型:  
保证前后类型相同.  
List list = new ArrayList();//该List集合中只能存储String类型的元素.  
因为前后类型相同,所以从Java7开始,退出泛型的菱形语法<>.  
List list = new ArrayList<>();  
泛型不存在继承的关系(错误如下).  
**List list = new ArrayList();//错误的**  
从此以后,使用集合都得使用泛型来约束该集合中元素的类型.  
通过反编译,发现:泛型其实也是**语法糖**,底层依然没有泛型,而且依然使用强转.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**四.定义和使用泛型方法:**  
泛型方法:在方法上声明泛型.  
一般的,把自定义的泛型作为该方法的返回类型才有意义,而且此时的泛型必须是由**参数**设置进来的.  
如果没有参数来设置泛型的具体类型,此时的方法一般返回设计为Object即可.  
举例Arrays工具类中的asList()方法  
![在这里插入图片描述][20200403194950163.png]  
**五.泛型的通配符和上限和下限:(只了解就行)**  
泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知,通配符.  
此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据.  
![在这里插入图片描述][2020040319532319.png]  
泛型的上限和下限:用来限定元素的类型必须是X类的子类或相同, X的父类或相同.

**六.泛型擦除和转换:**  
泛型的擦除:  
1):泛型编译之后就消失了(泛型自动擦除);  
2):当把带有泛型的集合赋给不带泛型的集合,此时泛型被擦除(手动擦除).  
堆污染:  
单一个方法既使用泛型的时候也使用可变参数,此时容易导致堆污染问题.  
如:在Arrays类中的asList方法: public static List asList(T… a).  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
面试题:  
**1.Java中的泛型是什么 ? 使用泛型的好处是什么?**  
泛型是一种参数化类型的机制。它可以使得代码适用于各种类型，从而编写更加通用的代码，例如集合框架。  
泛型是一种编译时类型确认机制。它提供了编译期的类型安全，确保在泛型类型（通常为泛型集合）上只能使用正确类型的对象，避免了在运行时出现ClassCastException。

**2、Java的泛型是如何工作的 ? 什么是类型擦除 ?**  
泛型的正常工作是依赖编译器在编译源码的时候，先进行类型检查，然后进行类型擦除并且在类型参数出现的地方插入强制转换的相关指令实现的。  
编译器在编译时擦除了所有类型相关的信息，所以在运行时不存在任何类型相关的信息。例如List在运行时仅用一个List类型来表示。为什么要进行擦除呢？这是为了避免类型膨胀。

**3.什么是泛型中的限定通配符和非限定通配符 ?**  
限定通配符对类型进行了限制。有两种限定通配符，一种是<? \*\*extends\*\* T>它通过确保类型必须是T的子类来设定类型的\*\*上界\*\*，另一种是<? \*\*super\*\* T>它通过确保类型必须是T的父类来设定类型的\*\*下界\*\*。泛型类型必须用限定内的类型来进行初始化，否则会导致编译错误。另一方面<?>表示了非限定通配符，因为<?>可以用任意类型来替代。

4.List<? extends T>和List <? super T>之间有什么区别 ?  
这两个List的声明都是限定通配符的例子，List<? extends T>可以接受任何继承自T的类型的List，而List<? super T>可以接受任何T的父类构成的List。例如List<? extends Number>可以接受List或List。在本段出现的连接中可以找到更多信息。

5.如何编写一个泛型方法，让它能接受泛型参数并返回泛型类型?  
编写泛型方法并不困难，你需要用泛型类型来替代原始类型，比如使用T, E or K,V等被广泛认可的类型占位符。泛型方法的例子请参阅Java集合类框架。最简单的情况下，一个泛型方法可能会像这样:  
public V put(K key, V value) \{  
return cache.put(key, value);  
\}

7.编写一段泛型程序来实现LRU缓存?  
对于喜欢Java编程的人来说这相当于是一次练习。给你个提示，LinkedHashMap可以用来实现固定大小的LRU缓存，当LRU缓存已经满了的时候，它会把最老的键值对移出缓存。LinkedHashMap提供了一个称为removeEldestEntry()的方法，该方法会被put()和putAll()调用来删除最老的键值对。

8.你可以把List传递给一个接受List参数的方法吗？  
对任何一个不太熟悉泛型的人来说，这个Java泛型题目看起来令人疑惑，因为乍看起来String是一种Object，所以List应当可以用在需要List的地方，但是事实并非如此。真这样做的话会导致编译错误。如果你再深一步考虑，你会发现Java这样做是有意义的，因为List可以存储任何类型的对象包括String, Integer等等，而List却只能用来存储Strings。  
List objectList;  
List stringList;  
objectList = stringList; //compilation error incompatible types

**9.Array中可以用泛型吗?**  
Array事实上并不支持泛型，建议使用List来代替Array，因为List可以提供编译期的类型安全保证，而Array却不能。

11、Java中List和原始类型List之间的区别?  
原始类型和带参数类型之间的主要区别是，**在编译时编译器不会对原始类型进行类型安全检查，却会对带参数的类型进行检查，通过使用Object作为类型，可以告知编译器该方法可以接受任何类型的对象，比如String或Integer**。这道题的考察点在于对泛型中原始类型的正确理解。它们之间的第二点区别是，**你可以把任何带参数的泛型类型传递给接受原始类型List的方法，但却不能把List传递给接受List的方法，因为会产生编译错误。**

12、Java中List<?>和List之间的区别是什么?  
List<?> 是一个未知类型的List，而List其实是任意类型的List。你可以把List, List赋值给List<?>，却不能把List赋值给List。  
List<?> listOfAnyType;  
List listOfObject = new ArrayList();  
List listOfString = new ArrayList();  
List listOfInteger = new ArrayList();

listOfAnyType = listOfString; //legal  
listOfAnyType = listOfInteger; //legal  
listOfObjectType = (List) listOfString; //compiler error - in-convertible types

13、List和原始类型List之间的区别.  
该题类似于“原始类型和带参数类型之间有什么区别”。**带参数类型是类型安全的**，而且其类型安全是由编译器保证的，但原始类型List却不是类型安全的。你不能把String之外的任何其它类型的Object存入String类型的List中，而你可以把任何类型的对象存入原始List中。使用泛型的带参数类型你不需要进行类型转换，但是对于原始类型，你则需要进行显式的类型转换。  
List listOfRawTypes = new ArrayList();  
listOfRawTypes.add(“abc”);  
listOfRawTypes.add(123); //编译器允许这样 - 运行时却会出现异常  
String item = (String) listOfRawTypes.get(0); //需要显式的类型转换  
item = (String) listOfRawTypes.get(1); //抛ClassCastException，因为Integer不能被转换为String

List listOfString = new ArrayList();  
listOfString.add(“abcd”);  
listOfString.add(1234); //编译错误，比在运行时抛异常要好  
item = listOfString.get(0); //不需要显式的类型转换 - 编译器自动转换

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