Java高级特性-泛型继承与子类型

Java高级特性-泛型的继承与子类型

在Java中，泛型继承关系是通过使用类型参数来实现的。

类型参数是一种在编译时指定类型的机制，它使得我们可以在编写代码时使用一般化的类型，而不必关注具体的类型。泛型继承关系的基本语法为：

public class MyClass<T> extends MyParentClass<T> {
    // ...
}
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其中 T 是类型参数，extends 关键字用于指定继承关系。

泛型继承与子类型

如果类A是类B的一个子类型，那么List并不是List的子类型。这是因为Java的泛型不支持协变。例如，虽然Integer是Number的一个子类型，但List并不是List的子类型。

下面的继承关系图，可以说明这个关系。List, List 都是 Object 的子类，但两者之间没有任何关系。

泛型继承关系的优点

泛型继承关系的主要优点是可以让程序员更加方便地定义泛型类或泛型方法。通过继承已有的泛型类型，程序员可以避免重复定义相同的类型参数，从而简化代码的编写和维护。此外，泛型继承关系还可以提高代码的可读性和可维护性，因为它可以让程序员更加清晰地表达代码的意图和逻辑。

但泛型继承关系的代码实现过程中也有需要注意的几点。

泛型继承关系的注意事项

在使用Java泛型继承关系时，程序员需要注意以下几点。

1. 子类的类型参数必须与父类的类型参数相同或是其子类型。

   • 下面这段代码中 MyClass 的类型参数与父类 MyBaseClass 的类型参数相同。

     class MyBaseClass<T> {
         // MyBaseClass类定义
     }
     
     class MyClass<T> extends MyBaseClass<T>  {
         // MyClass类定义
     }
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   • 下面这段代码中限制子类的类型参数必须是父类类型参数的子类型。

     class MyBaseClass<T> {
         // MyBaseClass类定义
     }
     
     class MyClass<T extends MyBaseClass> extends MyBaseClass<T>  {
         // MyClass类定义
     }
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2. 子类可以增加自己的类型参数，但是不能减少或修改父类的类型参数。

   • 子类减少父类的类型参数。

     class MyBaseClass<T, U> {
         // MyBaseClass类定义
     }
     
     class MyClass<T> extends MyBaseClass<T> {
         // MyClass类定义
     }
     // 编译器提示错误：Incorrect number of arguments for type MyBaseClass; it cannot be parameterized with arguments 
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   • 子类修改父类的类型参数。

     class MyBaseClass<T> {
         // MyBaseClass类定义
     }
     
     class MyClass<U> extends MyBaseClass<T> {
         // MyClass类定义
     }
     // 编译器提示错误：T cannot be resolved to a type
     // 因为子类的类型参数名改为了 U
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3. 子类可以覆盖父类的泛型方法，但是覆盖后的方法的类型参数必须与父类的方法类型参数相同。

   • 子类泛型方法覆盖父类泛型方法。

     当我们覆写一个方法时，子类中的方法必须与父类中的方法具有相同的方法签名，包括方法名、参数类型和数量。这也适用于泛型方法。因此，子类不能通过改变泛型参数的类型范围来覆写父类的泛型方法。

     class ParentClass {
         public <T> void print(T t) {
             System.out.println("ParentClass print:" + t);
         }
     }
     
     class ChildClass extends ParentClass {
         @Override
         public <T> void print(T t) {
             System.out.println("ChildClass print:" + t);
         }
     }
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4. 在使用泛型继承关系时，程序员需要注意类型擦除的问题。由于Java泛型是通过类型擦除来实现的，因此在编译时会将泛型类型擦除为其上限类型，从而可能导致一些类型安全问题。会在后面的文章中讲述。

5. 最后，泛型继承关系不能用于静态方法或静态变量，因为它们在编译时就被解析了。会在后面的文章中讲述。