【Java】泛型

泛型

为什么要有泛型

集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的对象，所以在JDK1.5之前只能把元素类型设计为Object，JDK1.5之后使用泛型来解决。因为这个时候除了元素的类型不确定，其他的部分是确定的，因此此时把元素的类型设计成一个参数，这个类型参数叫做泛型。Collection，List，ArrayList 这个就是类型参数，即泛型。

1. 解决元素存储的安全性问题
2. 解决获取数据元素时，需要类型强制转换的问题

没有泛型时：

有泛型时：

Java泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告，运行时就不会产生ClassCastException异常。同时，代码更加简洁、健壮。

在集合中使用泛型

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();//类型推断
list.add(78);
list.add(88);
list.add(77);
list.add(66);
//遍历方式一：
//for(Integer i : list){
//不需要强转
//System.out.println(i);
//}
//遍历方式二：
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}

泛型的嵌套：

Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
map.put("Tom1",34);
map.put("Tom2",44);
map.put("Tom3",33);
map.put("Tom4",32);
//添加失败
//map.put(33, "Tom");
Set<Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
Iterator<Entry<String,Integer>> iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Entry<String,Integer> entry = iterator.next();
System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
}

泛型在接口的使用：

public class Employee implements Comparable<Employee>

使用泛型后，该接口内涉及泛型的方法的参数都会变成该类型

总结：

1. 集合接口或集合类在jdk5.0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。

4. 比如：add(E e) —>实例化以后：add(Integer e)

5. 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

6. 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。

7. jdk7的新特性：

   Map<String,Integer> map = new HashMap();//HashMap<String,Integer>();
   

   前面用了泛型后面可以不用。

如何自定义泛型结构

interface List 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。

自定义泛型类、接口

public class Order<T> {

    String orderName;
    int orderId;

    //类的内部结构就可以使用类的泛型

    T orderT;

    public Order(){

    }

    public Order(String orderName,int orderId,T orderT){
        this.orderName = orderName;
        this.orderId = orderId;
        this.orderT = orderT;
    }

    //如下的三个方法都不是泛型方法
    public T getOrderT(){
        return orderT;
    }

    public void setOrderT(T orderT){
        this.orderT = orderT;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderName='" + orderName + '\'' +
                ", orderId=" + orderId +
                ", orderT=" + orderT +
                '}';
    }
}

如果定义了泛型类，实例化没有指明类的泛型，则以此泛型类型为Object类型处理，但不完全等价于Object类型，要么一直用泛型，要么都不用。

    Order order = new Order();
    order.setOrderT(123);
    order.setOrderT("ABC");

由于子类在继承带泛型的父类时，指明了泛型类型。则实例化子类对象时，不再需要指明泛型。

    SubOrder sub1 = new SubOrder();
    sub1.setOrderT(1122);
    SubOrder1<String> sub2 = new SubOrder1<>();
    sub2.setOrderT("order2...");

泛型不同的引用不能相互赋值

        ArrayList<String> list1 = null;
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        list1 = list2;

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，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。

异常类不能是泛型的，自定义的异常类也不可以。

    public void show(){
        //编译不通过
        try{


       }catch(T t){

        }

    }

静态方法中不能使用类的泛型，报错，因为泛型是在实例化对象才确定的，但是static方法是在类加载的时候就可以使用的。

public static void show(T orderT){
	System.out.println(orderT);
    }

泛型类数组的创建

        //编译不通过
        T[] arr = new T[10];
        //编译通过
        T[] arr = (T[]) new Object[10];

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：

意思就是子类可以继承父类所有的，然后自己可以额外增加。

class Father<T1, T2> {
}

子类不保留父类的泛型：按需实现

没有类型 擦除

class Son1 extends Father {// 等价于class Son extends Father<Object,Object>{
}

class Son<A, B> extends Father{//等价于class Son extends Father<Object,Object>{
}

具体类型

class Son2 extends Father<Integer, String> {
}

class Son2<A, B> extends Father<Integer, String> {
}

子类保留父类的泛型：泛型子类

全部保留

class Son3<T1, T2> extends Father<T1, T2> {
}

class Son3<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {
}

部分保留

class Son4<T2> extends Father<Integer, T2> {
}

class Son4<T2, A, B> extends Father<Integer, T2> {
}

泛型方法

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> copyFromArrayToList(E[] arr){

        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();

        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;

    }
 
 @Test
    public void test4(){
        Integer[] arr = new Integer[]{1,2,3,4};
        //泛型方法在调用时，指明泛型参数的类型。
        List<Integer> list = order.copyFromArrayToList(arr);

        System.out.println(list);
    }
}

泛型在继承方面的体现

如果B是A的一个子类型（子类或者子接口），而G是具有泛型声明的类或接口，G并不是G的子类型！两者是并列关系。

比如：String是Object的子类，但是List并不是List的子类。

补充：类A是类B的父类，A 是 B 的父类

通配符的使用

通配符：?

类A是类B的父类，G和G是没有关系的，二者共同的父类是：G<?>

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

对于List<?>就不能向其内部添加数据，例外：可以添加null

因为？就代表不知道是什么，那么不知道什么就无法添加数据。

允许读取数据，读取的数据类型为Object

    Object o = list.get(0);
    System.out.println(o);

有限制条件的通配符的使用

    ? extends A:
            G<? extends A> 可以作为G<A>和G<B>的父类，其中B是A的子类 理解为G<?>小于等于A

    ? super A:
            G<? super A> 可以作为G<A>和G<B>的父类，其中B是A的父类 理解为G<?>大于等于A

        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;
//报错        list1 = list5;

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

读取数据

        //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

可以写入子类或相同类的数据

        //写入数据：
        //编译不通过
//        list1.add(new Student());无法确定list是什么类，及extends的不能写入

        //编译通过 及super的可以写入小于等于该类的
        list2.add(new Person());
        list2.add(new Student());