深入理解java泛型Generic
作者：chengyu0726
这篇文章主要介绍了深入理解java泛型Generic,文中有非常详细的代码示例,对正在学习java的小伙伴们有非常好的帮助,需要的朋友可以参考下
一、背景
泛型技术诞生之前（JDK5以前），创建集合的类型都是Object 类型的元素，存储内容没有限制，编译时正常，运行时容易出现ClassCastException 异常。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("java");
list.add(100);
list.add(true);
for(int i = 0;i <list.size();i++) {
Object o = list.get(i);
String str = (String)o;
System.out.println(str);
}
}
}
输出：
java
Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
at com.chengyu.junit.Test.main(Test.java:18)
二、泛型概念
JDK5 中引入泛型，从而可以在编译时检测是否存在非法的类型数据结构。
其本质就是参数化类型，可以用于类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
strList.add("java");
strList.add("C#");
for(int i = 0;i < strList.size();i++) {
String str = strList.get(i);
System.out.println(str);
}
}
三、泛型类
3.1 定义与调用
定义类时设置泛型，该泛型可用于类中的属性或方法中，调用该泛型类时，指定具体类型；
// 调用泛型类
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
Generic<String> strGen = new Generic<>("a");
String key = strGen.getKey();
System.out.println(key);
}
}
// 定义泛型类
// @param <T> 使用类时指定
class Generic<T>{
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
public T getKey() {
return key;
}
public void setKey(T key) {
this.key = key;
}
@Override
public String toString() {
return "GenericTest [key=" + key + "]";
}
}
3.2 注意
1）调用泛型类时未定义类型，则会按照Object 类型处理；
2）调用时分别指定不同类型，但本质都是Object 类型；
3）泛型不支持基本数据类型；
4）泛型类的成员方法不可以用static 修饰（泛型方法可以）。
3.3 使用
需求：抽奖活动，但抽奖内容没有确定，可能都是现金，也可能都是物品
public class ProductGetterTest {
public static void main(String[] args) {
// 抽物品
ProductGetter<String> strProductGetter = new ProductGetter<>();
String[] str = {"手机","电视","洗衣机"};
for(int i = 0; i < str.length; i ++ ) {
strProductGetter.addProduct(str[i]);
}
String strProduct = strProductGetter.getProduct();
System.out.println("恭喜您抽中了" + strProduct);
System.out.println("=============================================");
// 抽现金
ProductGetter<Integer> intProductGetter = new ProductGetter<>();
Integer[] integer = {1000,2000,3000};
for(int i = 0; i < integer.length; i ++ ) {
intProductGetter.addProduct(integer[i]);
}
int intProduct = intProductGetter.getProduct();
System.out.println("恭喜您抽中了" + intProduct);
}
}
// 抽奖器
class ProductGetter<T>{
Random random = new Random();
// 奖品池
ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
// 添加奖品
public void addProduct(T t) {
list.add(t);
}
// 抽奖（获取奖品）
public T getProduct() {
return list.get(random.nextInt(list.size()));
}
}
3.4 泛型类的继承
3.4.1 子类也是泛型类
子类也是泛型类，则泛型要保持一致。
class ChildFirst<T> extends Parent{ ... }
1）指定子类泛型，不指定父类泛型，父类默认为Object 类型
class Parent<E>{
private E value;
public E getValue() {
return value;
}
public void setValue(E value) {
this.value = value;
}
}
class ChildFirst<T> extends Parent{
@Override
public Object getValue() {
return super.getValue();
}
}
2）若父类保留原有泛型，与子类泛型不一致，则会编译出错
class ChildFirst<T> extends Parent<E>{
@Override
public E getValue() {
return super.getValue();
}
3）父类泛型与子类保持一致
具体泛型指定是由子类传递到父类当中，所以继承时父类要与子类泛型保持一致（当然都写成E也可以）。
class Parent<E>{
private E value;
public E getValue() {
return value;
}
public void setValue(E value) {
this.value = value;
}
}
class ChildFirst<T> extends Parent<T>{
@Override
public T getValue() {
return super.getValue();
}
}
4）调用
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
ChildFirst<String> childFirst = new ChildFirst<>();
childFirst.setValue("chengyu");
System.out.println(childFirst.getValue());
}
}
5）补充：
子类可以进行泛型扩展，但子类必须有一个泛型与父类一致
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
ChildFirst<String,Integer> childFirst = new ChildFirst<>();
childFirst.setValue("chengyu");
System.out.println(childFirst.getValue());
}
}
class Parent<E>{
private E value;
public E getValue() {
return value;
}
public void setValue(E value) {
this.value = value;
}
}
class ChildFirst<T,E> extends Parent<T>{
@Override
public T getValue() {
return super.getValue();
}
}
3.4.2 子类不是泛型类
子类不是泛型类，父类要明确泛型的数据类型
class ChildSecond extends Parent<String>{ ... }
1）子类不是泛型类，不指定父类泛型，父类默认为Object 类型
class Parent<E>{
private E value;
public E getValue() {
return value;
}
public void setValue(E value) {
this.value = value;
}
}
class ChildSecond extends Parent{
@Override
public Object getValue() {
return super.getValue();
}
}
2）父类要明确泛型的数据类型
class ChildSecond extends Parent<String>{
@Override
public String getValue() {
return super.getValue();
}
}
3）调用
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) {
ChildSecond childSecond = new ChildSecond();
childSecond.setValue("chengyu2");
System.out.println(childSecond.getValue());
}
}
四、泛型接口
4.1 定义
public interface Generator<T>{ ... }
4.2 使用（与继承特点相同）
4.2.1 实现类不是泛型类
实现类不是泛型类，接口要明确数据类型
class Apple implements Generator<String>{
@Override
public String getKey() {
return "Generator interface";
}
}
4.2.2 实现类也是泛型类
实现类也是泛型类，实现类和接口的泛型类型要一致
class Apple<T> implements Generator<T>{
private T key;
@Override
public T getKey() {
return key;
}
}
五、泛型方法
5.1 定义
5.1.1 泛型方法
修饰符 <T,E,..> 返回值类型 方法名(形参列表){
}
// 泛型方法
public <E,T> E getProduct(ArrayList<E> list) {
return list.get(random.nextInt(list.size()));
}
5.1.2 静态泛型方法
修饰符 <T,E,..> 返回值类型 方法名(形参列表){
}
// 泛型方法
public <E,T> E getProduct(ArrayList<E> list) {
return list.get(random.nextInt(list.size()));
}
5.1.3 可变参数的泛型方法
public <E> void print(E... e) {
for(int i = 0; i < e.length;i++){
System.out.println(e[i]);
}
}
// 调用
print(1,2,3,4);
5.2 注意
1）包含泛型列表的方法才是泛型方法，泛型类中使用了泛型的方法并不是泛型方法；
2）泛型列表中声明了泛型类型，才可以在方法中使用泛型类型；
3）泛型方法中的泛型类型独立于泛型类的泛型，与类泛型类型无关；
4）泛型方法可以用static 修饰（泛型类的成员方法不可以）。
5.3 使用
5.3.1 定义泛型方法
// 抽奖器
// @param <t>
class ProductGetter<T>{
Random random = new Random();
// 奖品池
ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
// 添加奖品
public void addProduct(T t) {
list.add(t);
}
// 抽奖（获取奖品）
public T getProduct() {
return list.get(random.nextInt(list.size()));
}
// 泛型方法
public <E> E getProduct(ArrayList<E> list) {
return list.get(random.nextInt(list.size()));
}
}
5.3.2 调用泛型方法
public class ProductGetterTest {
public static void main(String[] args) {
ProductGetter<Integer> intProductGetter = new ProductGetter<>();
ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
strList.add("手机");
strList.add("电视");
strList.add("洗衣机");
String product = intProductGetter.getProduct(strList);
System.out.println("恭喜您抽中了" + product);
}
}
六、类型通配符
6.1 类型通配符介绍
类型通配符一般用【?】代替具体的类型 实参；
6.2 为什么要用类型通配符
泛型类被调用时，需要指定泛型类型，当泛型类的方法被调用时，不能灵活对应多种泛型类型的需求，如下面代码部分所示：
public class BoxTest {
public static void main(String[] args) {
// 3.调用showBox
Box<Number> box1 = new Box<>();
box1.setFirst(100);
showBox(box1);
// 4.再次调用showBox
// 出现问题：类型发生变化后会报错
Box<Integer> box2 = new Box<>();
box2.setFirst(200);
showBox(box2);
}
// 2. 调用泛型类，此时需要指定泛型类型
public static void showBox(Box<Number> box) {
Number first = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
}
// 1.定义泛型类
class Box<E>{
private E first;
public E getFirst() {
return first;
}
public void setFirst(E first) {
this.first = first;
}
}
解决上述问题，类型通配符【?】登场
public class BoxTest {
public static void main(String[] args) {
// 3.调用showBox
Box<Number> box1 = new Box<>();
box1.setFirst(100);
showBox(box1);
// 4.再次调用showBox
// 问题得以解决
Box<Integer> box2 = new Box<>();
box2.setFirst(200);
showBox(box2);
}
// 2. 调用泛型类，此时需要指定泛型类型
// 【?】类型通配符等成
public static void showBox(Box<?> box) {
Object first = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
}
// 1.定义泛型类
class Box<E>{
private E first;
public E getFirst() {
return first;
}
public void setFirst(E first) {
this.first = first;
}
}
6.3 泛型通配符上限 extends
【6.2】代码例中，虽然使用了通配符，但 box.getFirst()返回类型仍然需要定义成Object 类型，并不理想。
public static void showBox(Box<?> box) {
Object first = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
通配符上限登场：
调用showBox 方法时，传递的泛型类型可以是Number 及其子类（Integer）
public static void showBox(Box<? extends Number> box) {
Number first = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
注意：
public static void showBox(Box<? extends Number> box) {
Number first = box.getFirst();
// 此处编译报错：类型不一致
// 虽然定义上限，showBox 被调用时没问题，但在方法内同时定义多种类型，编译器无法识别
Integer second = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
6.4 泛型通配符下限 super
public static void showBox(Box<? super Integer> box) {
Number first = box.getFirst();
System.out.println(first);
}
注意：
遍历时要用Object 类型进行遍历；
七、类型擦除
泛型信息只存在于代码编译阶段，进入JVM之前，与泛型相关的信息会被擦除，这个行为称为类型擦除。
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