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Java使用泛型Class实现消除模板代码

作者：EsanWoo

Class作为实现反射功能的类，在开发中经常会用到，然而，当Class遇上泛型后，事情就变得不是那么简单了，所以本文就来讲讲Java如何使用泛型Class实现消除模板代码，需要的可以参考一下

Class作为实现反射功能的类，在开发中经常会用到，最常见的就是启动一个Activity： startActivity(new Intent(this,AnotherActivity.class))。众所周知，获取某一个类的Class有如下三种方法：

Class d1 = Demo.class;
Class d2 = new Demo().getClass();
Class d3 = Class.forName("com.xxx.xxx.Demo);

然而，当Class遇上泛型后，事情就变得不是那么简单了。当你需要使用泛型的Class时，你可能会略微感到一丝蛋疼：无法通过上面三种方法获取到泛型的Class，因为泛型它不是一个确定的具体的类，自然就无法通过上面方法获取到Class。

举个栗子

假设我们有这样一个需求：用鱼缸养鱼。首先定义一个接口鱼：

interface Fish {
    String swim();    //鱼的通用动作游泳
}

鱼有很多种类，我们创建两种鱼：

public class GoldFish implements Fish{
    @Override
    public String swim() {
        return "金鱼优雅的游动";
    }
    public void beautiful(){
        System.out.println("金鱼很漂亮");    //金鱼特有的属性
    }
}
//鱼可杀不可辱，兄弟你可以钓我但你不能侮辱我是草鱼
public class GrassFish implements Fish{
    @Override
    public String swim() {
        return "细纹狮子鱼迅速的游动";
    }
    public void agile(){
        System.out.println("细纹狮子鱼非常敏捷");    //细纹狮子鱼特有的属性
    }
}

好鱼有了，下面我们来创建鱼缸，鱼缸也有不同材质的，所以将鱼缸定义为抽象类，并且创建抽象方法abstract String material()：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
    F fish;
    public FishTank() {
        show();
    }
    private void show(){
        System.out.println(material() + fish.swim());
    }
    abstract String material();
}

鱼缸里要有鱼，但是鱼缸里又不一定会养什么鱼，因此为鱼缸添加了泛型<F extends Fish>，并声明鱼的变量F fish。

现在鱼缸也有了，接下来我们买一个玻璃鱼缸来养金鱼：

//创建（买）一个玻璃鱼缸，泛型传入（养）金鱼
public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    @Override
    public String material() {
        return "在玻璃鱼缸里";
    }
}

将鱼缸放进屋子中，我们来看一看结果：

public class Room {
    public static void main(String[] args) {
        new GlassFishTank();
    }
}

发现崩溃了...

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at com.testapplication.FishTank.show(FishTank.java:10)
    at com.testapplication.FishTank.<init>(FishTank.java:6)
    at com.testapplication.GlassGoldFishTank.<init>(GlassGoldFishTank.java:3)
    at com.testapplication.Room.main(Room.java:13)

不慌，问题不大，原因很简单，变量fish没有实例化，实例化一下即可。但此时你会发现，无法在FishTank中实例化fish，因为变量fish的类型是泛型。嗯..问题也不大，创建一个负责实例化fish的抽象方法abstract void initFish()去交给子类实现即可：

    public abstract class FishTank<F extends Fish> {
        F fish;
        public FishTank() {
            initFish();
            show();
        }
        private void show(){
            System.out.println(material() + fish.swim());
        }
        abstract void initFish();
        abstract String material();
    }
    public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
        @Override
        public void initFish(){
            fish = new GoldFish();
        }
        @Override
        public String material() {
            return "在玻璃鱼缸里";
        }
}

ok，再来试一下：

在玻璃鱼缸里金鱼优雅的游动

我们还可以展示一下金鱼特有的属性：

public class GlassGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    public GlassGoldFishTank() {
        fish.beautiful();
    }
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GoldFish();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃鱼缸里";
    }
}

结果如下：

在玻璃鱼缸里金鱼优雅的游动
金鱼很漂亮

简直完美，无敌~

过了两天，你看金鱼看够了，又买了个玻璃鱼缸，这次养的是草鱼

//创建（买）一个玻璃鱼缸，泛型传入（养）细纹狮子鱼
public class GlassGrassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    public GlassGrassFishTank() {
        fish.alige();
    }
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GrassFish();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃鱼缸里";
    }
}
//放入屋子中:
public class Room {
    public static void main(String[] args) {
        new GlassGoldFishTank();
        new GlassGrassFishTank();
    }
}

试下效果：

在玻璃鱼缸里金鱼优雅的游动
金鱼很漂亮
在玻璃鱼缸里细纹狮子鱼迅速的游动
细纹狮子鱼非常敏捷

完美~

又过两天，你又看够了，这回你买了个水晶鱼缸来养金鱼：

public class CrystalGoldFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    ...
    @Override
    void initFish() {
        fish = new GoldFish();
    }
    ...
}

又过两天，你又看够了，又买了个钻石鱼缸来养草鱼：

public class DiamondGrassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
        ...
        @Override
        void initFish() {
            fish = new GrassFish();
        }
        ...
    }

一个问题

不知道你有没有发现，每买一个鱼缸，就要实现一下initFish()方法，但是这个方法里面的代码功能是一样的，每个鱼缸的initFish()方法里面都是做的实例化fish的操作，只不过实例化的对象不同罢了。这就是典型的模板代码，随着鱼缸越来越多，写这些模板代码浪费的时间也就越来越多。其实一开始崩溃的时候你的第一反应就是在FishTank里面实例化fish，但是又发现fish是泛型类型，无法实例化，没办法只能通过抽象方法交给子类去实例化，也就产生了无用的模板代码。

其实不光是这个例子，在实际开发中也会遇到这种情况，比如我们在封装BaseActivity的时候，如果项目使用MVVM架构，那么BaseActivity里就要持有ViewModel，因此就要给BaseActivity加上ViewModel的泛型：

public abstract class BaseActivity<VM extends BaseViewModel>{
    protected VM mViewModel;
    ...
}

ViewModel需要实例化，但是它的类型却是个泛型，那一些经验不够丰富的童鞋可能就不知道如何在BaseActivity中进行实例化，就只能创建抽象方法abstract void initViewModel()在具体子类业务Activity中去进行实例化，这就跟上面例子中的实例化fish一样是模板代码了。

如何解决

那到底有没有办法在基类中实例化泛型呢？答案是有的，就是使用Class类中的getGenericSuperclass()方法。这个方法的作用是获取该类的带有准确泛型类型的父类，它与getSuperclass()方法的区别是getSuperclass方法返回的是宽泛的父类类型，不包含具体泛型信息。如果该类的父类不是参数化类型（即没有泛型），那么这两个方法的效果是一样的。光说不容易理解，上代码：

public class GlassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.P)
    public GlassFishTank() {
        //在构造方法中打印两个方法获取到的类
        print(getClass().getGenericSuperclass().getTypeName());
        print(getClass().getSuperclass().getTypeName());
    }
}

运行结果：

com.testapplication.FishTank<com.testapplication.GrassFish>
com.testapplication.FishTank

可以看到，getGenericSuperclass方法获取到了代码运行时FishTank类的泛型的准确类型，即GrassFish。既然知道了准确的泛型类型了，那么就可以获取到泛型的Class，获取到了泛型的Class，自然就可以实例化了。话不多说，直接上代码：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
    F fish;
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.P)
    public FishTank() {
        initFish();
    }
    private void initFish(){
        // ① 获取该类的带有准确泛型类型的父类
        Type genericSuperclass = getClass().getGenericSuperclass();
        // ② 判断父类是否是参数化类型。由于本例中父类必定是参数化类型，因此也可以去掉②③步，在①中直接声明变量为ParameterizedType类型
        if (genericSuperclass instanceof ParameterizedType){
            // ③ 如果是参数化类型，就将genericSuperclass强转为ParameterizedType
            ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
            // ④ 获取泛型类型的Class对象数组。因为可能有多个泛型，所以返回的是数组
            Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            //本例中只有一个泛型，数组中只有一个元素，所以直接取数组的第一个元素即可
            Class<F> fishClass = (Class<F>) actualTypeArguments[0];
            try {
                // ⑤ 实例化fish变量
                fish = fishClass.newInstance();
                show();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void show(){
        print(material() + fish.swim());
    }
    abstract String material();
}

如此一来，实例化fish的代码就只需在FishTank中写一次，无需在每个鱼缸中都实例化fish了，玻璃鱼缸现在变成了这样：

public class GlassFishTank extends FishTank<GrassFish>{
    public GlassFishTank() {
        fish.agile();
    }
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃鱼缸里";
    }
}

试一下效果：

在玻璃鱼缸里细纹狮子鱼迅速的游动
细纹狮子鱼非常敏捷

完美~

甚至还可以再简洁一点，将鱼特有的属性也放入FishTank中：

public abstract class FishTank<F extends Fish> {
                ...
                try {
                    // ⑤ 实例化fish变量
                    fish = fishClass.newInstance();
                    show();
                    // ⑥ 获取fish类中的所有方法并遍历
                    Method[] methods = fishClass.getMethods();
                    for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
                        //如果该方法是fish类中的方法（为了过滤掉父类中的方法）并且返回值类型为viod（为了过滤掉swim方法），说明是不同种类的鱼特有的属性，就执行该方法
                        if (methods[i].getDeclaringClass() == fishClass && methods[i].getReturnType() == void.class)
                            methods[i].invoke(fish);
                    }
                }
        private void show(){
            print(material() + fish.swim());
        }
        abstract String material();
    }

此时玻璃鱼缸变成了这样：

public class GlassFishTank extends FishTank<GoldFish>{
    @Override
    String material() {
        return "在玻璃鱼缸里";
    }
}

是不是非常简洁了，想养其他鱼只需修改一下泛型类型即可，完全不需要做其他任何操作。看一下执行效果：

在玻璃鱼缸里金鱼优雅的游动
金鱼很漂亮

灰常完美~

我们也可以将这个技巧应用到BaseActivity中，这样就不用每个具体业务Activity中都要写实例化ViewModel的模板代码了，你的代码是不是变得更优雅了呢~

这只是一个小技巧，并不是什么很牛逼的技术，只不过上面几个方法你可能平时很少用到或者根本没用过，不知道有这几个方法，当然也就不知道可以这么实现了。所以我们在钻研技术的深度时，也不要太忽视技术的广度，毕竟地基打的牢，房子才能盖的结实漂亮。

到此这篇关于Java使用泛型Class实现消除模板代码的文章就介绍到这了,更多相关Java泛型Class内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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