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Java知识梳理之泛型用法详解

作者：沈七_

从JDK 5.0以后，Java引入了“参数化类型(Parameterized type)”的概念，允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型。本文就来和大家深入聊聊Java泛型的使用

泛型

背景：

从JDK 5.0以后，Java引入了“参数化类型(Parameterized type)”的概念，允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型，正如:List ，这表明该List只能保存字符串类型的对象。

作用

解决元素存储的安全性问题，好比商品、药品标签，不会弄错。

解决获取数据元素时，需要类型强制转换的问题，好比不用每回拿商品、药品都要辨别。

@Test
public void test1(){
    ArrayList list = new ArrayList();
    //需求：存放学生的成绩
    list.add(78);
    list.add(76);
    list.add(89);
    list.add(88);
    //问题一：类型不安全
    //        list.add("Tom");

    for(Object score : list){
        //问题二：强转时，可能出现ClassCastException
        int stuScore = (Integer) score;
    
        System.out.println(stuScore);
    }
}


//在集合中使用泛型，以ArrayList为例
@Test
public void test1(){
    ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("AAA");
    list.add("BBB");
    list.add("FFF");
    list.add("EEE");
    list.add("CCC");
    //遍历方式一：
    Iterator<String> iterator = list.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }
    System.out.println("-------------");
    //便利方式二：
    for (String str:
         list) {
        System.out.println(str);
    }
}

集合中泛型

① 集合接口或集合类在JDK 5.0时都修改为带泛型的结构。

② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型

③ 指明完以后，在集合类或接口中凡是定义类或接口时，内部结构（比如：方法、构造器、属性等）使用到类的泛型的位置，都指定为实例化的泛型类型。

比如：add(E e) —>实例化以后：add(Integer e)

④ 注意点：泛型的类型必须是类，不能是基本数据类型。需要用到基本数据类型的位置，拿包装类替换

⑤ 如果实例化时，没有指明泛型的类型。默认类型为 java.lang.Object 类型

说明

1.泛型类可能有多个参数，此时应将多个参数一起放在尖括号内。比如<E1,E2,E3>

2.泛型类的构造器如下： public GenericClass(){}

而下面是错误的： public GenericClass<E>{}

3.实例化后，操作原来泛型位置的结构必须与指定的泛型类型一致。

4.泛型不同的引用不能相互赋值。

尽管在编译时 ArrayList和ArrayList是两种类型，但是，在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。

5.泛型如果不指定，将被擦除，泛型对应的类型均按照Object处理，但不等价于Object。

建议：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。

6.如果泛型结构是一个接口或抽象类，则不可创建泛型类的对象。

7.JDK 7.0，泛型的简化操作： ArrayList<Fruit>first= new ArrayList<>();（类型推断）

8.泛型的指定中不能使用基本数据类型，可以使用包装类替换。

9.在类/接口上声明的泛型，在本类或本接口中即代表某种类型，可以作为非静态属性的类型、非静态方法的参数类型、非静态方法的返回值类型。但在静态方法中不能使用类的泛型。

10.异常类不能是泛型的。

11.不能使用 new E[]。但是可以：E[] elements= (E[])new Object[capacity];

参考：ArrayList源码中声明：Object[] elementData，而非泛型参数类型数组。

12.父类有泛型，子类可以选择保留泛型也可以选择指定泛型类型

子类不保留父类的泛型：按需实现

子类保留父类的泛型：泛型子类

结论：子类必须是“富二代”，子类除了指定或保留父类的泛型，还可以增加自己的泛型

自定义泛型

泛型类、泛型接口、泛型方法

泛型的声明

interface List<T> 和 class GenTest<K,V> 其中，T，K，V，不代表值，而是表示类型。这里使用任意字母都可以。

常用T表示，是Type的缩写。

泛型的实例化

一定要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如：

List<String> strList =new ArrayList<String>();
Iterator<Customer> iterator = customers.iterator();

T只能是类，不能用基本数据类型填充。但可以使用包装类填充

把一个集合中的内容限制为一个特定的数据类型，这就是 generics背后的核心思想

//JDK 5.0以前
Comparable c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");
                   
//JDK 5.0以后
Comparable <Date> c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");

自定义泛型类

代码示例：

/**
 * 自定义泛型类Order
 */
class Order<T> {
    private String orderName;
    private int orderId;
    //使用T类型定义变量
    private T orderT;

    public Order() {
    }
    //使用T类型定义构造器
    public Order(String orderName, int orderId, T orderT) {
        this.orderName = orderName;
        this.orderId = orderId;
        this.orderT = orderT;
    }

    //这个不是泛型方法
    public T getOrderT() {
        return orderT;
    }
    //这个不是泛型方法
    public void setOrderT(T orderT) {
        this.orderT = orderT;
    }
    //这个不是泛型方法
    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderName='" + orderName + '\'' +
                ", orderId=" + orderId +
                ", orderT=" + orderT +
                '}';
    }
//    //静态方法中不能使用类的泛型。
//    public static void show(T orderT){
//        System.out.println(orderT);
//    }

//    //try-catch中不能是泛型的。
//    public void show(){
//        try {
//
//        }catch (T t){
//
//        }
//    }

    //泛型方法：在方法中出现了泛型的结构，泛型参数与类的泛型参数没有任何关系。
    //换句话说，泛型方法所属的类是不是泛型类都没有关系。
    //泛型方法，可以声明为静态的。
    // 原因：泛型参数是在调用方法时确定的。并非在实例化类时确定。
    public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
        for (E e :
                list) {
            list.add(e);
        }
        return list;
    }
}

自定义泛型接口

代码示例：

/**
 * 自定义泛型接口
 */
public interface DemoInterface <T> {
    void show();
    int size();
}

//实现泛型接口
public class Demo implements DemoInterface {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("hello");
    }

    @Override
    public int size() {
        return 0;
    }
}

@Test
//测试泛型接口
public void test3(){
    Demo demo = new Demo();
    demo.show();
}

自定义泛型方法

方法，也可以被泛型化，不管此时定义在其中的类是不是泛型类。在泛型方法中可以定义泛型参数，此时，参数的类型就是传入数据的类型。

泛型方法的格式： [访问权限]<泛型>返回类型 方法名(泛型标识 参数名称])抛出的异常

泛型方法声明泛型时也可以指定上限

泛型方法声明泛型时也可以指定上限

代码示例：

//泛型方法：在方法中出现了泛型的结构，泛型参数与类的泛型参数没有任何关系。
//换句话说，泛型方法所属的类是不是泛型类都没有关系。
//泛型方法，可以声明为静态的。
// 原因：泛型参数是在调用方法时确定的。并非在实例化类时确定。
public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
    ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
    for (E e :
         list) {
        list.add(e);
    }
    return list;
}

通配符

1.通配符的使用

使用类型通配符：?

比如：List<?>，Map<?,?>

List<?> 是 List<String>、List<Object> 等各种泛型 List 的父类。

读取 List<?> 的对象list中的元素时，永远是安全的，因为不管list的真实类型是什么，它包含的都是Object

写入list中的元素时，不可以。因为我们不知道c的元素类型，我们不能向其中添加对象。 除了添加null之外。

说明：

将任意元素加入到其中不是类型安全的

Collection<?> c = new ArrayList<String>()

c.add(new Object());//编译时错误

因为我们不知道c的元素类型，我们不能向其中添加对象。add 方法有类型参数 E 作为集合的元素类型。我们传给add的任何参数都必须是一个已知类型的子类。因为我们不知道那是什么类型，所以我们无法传任何东西进去。

唯一的例外的是 null，它是所有类型的成员。

我们可以调用 get() 方法并使用其返回值。返回值是一个未知的类型，但是我们知道，它总是一个Object。

代码示例:

@Test
public void test3(){
    List<Object> list1 = null;
    List<String> list2 = null;

    List<?> list = null;

    list = list1;
    list = list2;
    //编译通过
    //        print(list1);
    //        print(list2);

    //
    List<String> list3 = new ArrayList<>();
    list3.add("AA");
    list3.add("BB");
    list3.add("CC");
    list = list3;
    //添加(写入)：对于List<?>就不能向其内部添加数据。
    //除了添加null之外。
    //        list.add("DD");
    //        list.add('?');

    list.add(null);

    //获取(读取)：允许读取数据，读取的数据类型为Object。
    Object o = list.get(0);
    System.out.println(o);
}

public void print(List<?> list){
    Iterator<?> iterator = list.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        Object obj = iterator.next();
        System.out.println(obj);
    }
}

2.注意点

//注意点1：编译错误：不能用在泛型方法声明上，返回值类型前面<>不能使用?
public static <?> void test(ArrayList<?> list){
    
}

//注意点2：编译错误：不能用在泛型类的声明上
class GenericTypeClass<?>{
    
}

//注意点3：编译错误：不能用在创建对象上，右边属于创建集合对象
ArrayList<> list2 new ArrayList<?>();

3.有限制的通配符

1.<?>：允许所有泛型的引用调用

2.通配符指定上限

上限 extends：使用时指定的类型必须是继承某个类，或者实现某个接口，即 <=

3.通配符指定下限

下限 super：使用时指定的类型不能小于操作的类，即 >=

4.举例：

<?extends Number>（无穷小， Number\]

只允许泛型为Number及Number子类的引用调用

<?super Number>\[Number，无穷大）

只允许泛型为Number及Number父类的引用调用

<? extends Comparable>

只允许泛型为实现 Comparable接口的实现类的引用调用

代码示例：

@Test
public void test4(){

    List<? extends Person> list1 = null;
    List<? super Person> list2 = null;

    List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
    List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
    List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();

    list1 = list3;
    list1 = list4;
    //        list1 = list5;

    //        list2 = list3;
    list2 = list4;
    list2 = list5;

    //读取数据：
    list1 = list3;
    Person p = list1.get(0);
    //编译不通过
    //Student s = list1.get(0);

    list2 = list4;
    Object obj = list2.get(0);
    编译不通过
    //        Person obj = list2.get(0);

    //写入数据：
    //编译不通过
    //        list1.add(new Student());

    //编译通过
    list2.add(new Person());
    list2.add(new Student());

}

到此这篇关于Java知识梳理之泛型用法详解的文章就介绍到这了,更多相关Java泛型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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