Java基础系列12: 泛型

Java基础系列12: 泛型

本文是作者的读书笔记和心得整理，部分内容来源于网络，如有侵权，请联系作者。

什么是泛型

直接看例子

List arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("aaaa");
arrayList.add(100);

for(int i = 0; i< arrayList.size();i++){
    String item = (String)arrayList.get(i);
    Log.d("泛型测试","item = " + item);
}

这个代码会报错,因为没有给arraylist加泛型,所以无法转换.

注意泛型是会在编译期使用,不会进入到运行期

泛型类的初始化

一个最简单的例子:

//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{
    //在类中声明的泛型整个类里面都可以用，除了静态部分，因为泛型是实例化时声明的。
    //静态区域的代码在编译时就已经确定，只与类相关
    class A <E>{
        T t;
    }
    //类里面的方法或类中再次声明同名泛型是允许的，并且该泛型会覆盖掉父类的同名泛型T
    class B <T>{
        T t;
    }
    //静态内部类也可以使用泛型，实例化时赋予泛型实际类型
    static class C <T> {
        T t;
    }
    public static void main(String[] args) {
        //报错，不能使用T泛型，因为泛型T属于实例不属于类
//        T t = null;
    }

    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

一个更加具体的例子:

Generic generic = new Generic("111111");
Generic generic1 = new Generic(4444);
Generic generic2 = new Generic(55.55);
Generic generic3 = new Generic(false);

Log.d("泛型测试","key is " + generic.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic1.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic2.getKey());
Log.d("泛型测试","key is " + generic3.getKey());

D/泛型测试: key is 111111
D/泛型测试: key is 4444
D/泛型测试: key is 55.55
D/泛型测试: key is false

需要注意的是,不允许对泛型使用instanceof操作

泛型接口

常常被用于各种类的生产器中

//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

有两种使用方法:
当实现泛型接口的类，未传入泛型实参时：

/**
 * 未传入泛型实参时，与泛型类的定义相同，在声明类的时候，需将泛型的声明也一起加到类中
 * 即：class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
 * 如果不声明泛型，如：class FruitGenerator implements Generator<T>，编译器会报错："Unknown class"
 */
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}

当实现泛型接口的类，传入泛型实参时：

/**
 * 传入泛型实参时：
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>
 * 但是我们可以为T传入无数个实参，形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时，如已将泛型类型传入实参类型，则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即：Generator<T>，public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

泛型通配符

public void showKeyValue1(Generic<?> obj);

这里就是一个不确定是什么类型的通配符

泛型方法

如何定义一个类型未知的方法,看下面这个例子:

/**
 * 泛型方法的基本介绍
 * @param tClass 传入的泛型实参
 * @return T 返回值为T类型
 * 说明：
 *     1）public 与 返回值中间<T>非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法,声明T是一个泛型,可以有多个。
 *     2）只有声明了<T>的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
 *     3）<T>表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。
 *     4）与泛型类的定义一样，此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
 */
    public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
      IllegalAccessException{
            T instance = tClass.newInstance();
            return instance;
    }

Object obj = genericMethod(Class.forName("com.test.test"));

泛型方法和可变参数

引用自https://how2playlife.com/2019/09/13/13%E6%B3%9B%E5%9E%8B/ , 感觉这个例子非常的好

public class 泛型和可变参数 {
    @Test
    public void test () {
        printMsg("dasd",1,"dasd",2.0,false);
        print("dasdas","dasdas", "aa");
    }
    //普通可变参数只能适配一种类型
    public void print(String ... args) {
        for(String t : args){
            System.out.println(t);
        }
    }
    //泛型的可变参数可以匹配所有类型的参数。。有点无敌
    public <T> void printMsg( T... args){
        for(T t : args){
            System.out.println(t);
        }
    }
        //打印结果：
    //dasd
    //1
    //dasd
    //2.0
    //false

}

注意静态方法要使用泛型的时候必须二次声明.

public class StaticGenerator<T> {
    ....
    ....
    /**
     * 如果在类中定义使用泛型的静态方法，需要添加额外的泛型声明（将这个方法定义成泛型方法）
     * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
     * 如：public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息：
          "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
     */
    public static <T> void show(T t){

    }
}

泛型的上下界

比如只有Number的子类或者是Integer的父类才能传入.

public class 泛型通配符与边界 {
    public void showKeyValue(Generic<Number> obj){
        System.out.println("key value is " + obj.getKey());
    }
    @Test
    public void main() {
        Generic<Integer> gInteger = new Generic<Integer>(123);
        Generic<Number> gNumber = new Generic<Number>(456);
        showKeyValue(gNumber);
        //泛型中的子类也无法作为父类引用传入
//        showKeyValue(gInteger);
    }
    //直接使用？通配符可以接受任何类型作为泛型传入
    public void showKeyValueYeah(Generic<?> obj) {
        System.out.println(obj);
    }
    //只能传入number的子类或者number
    public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
        System.out.println(obj);
    }

    //只能传入Integer的父类或者Integer
    public void showKeyValue2(Generic<? super Integer> obj){
        System.out.println(obj);
    }

    @Test
    public void testup () {
        //这一行代码编译器会提示错误，因为String类型并不是Number类型的子类
        //showKeyValue1(generic1);
        Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");
        Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(2222);
        Generic<Float> generic3 = new Generic<Float>(2.4f);
        Generic<Double> generic4 = new Generic<Double>(2.56);

        showKeyValue1(generic2);
        showKeyValue1(generic3);
        showKeyValue1(generic4);
    }

    @Test
    public void testdown () {

        Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");
        Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(2222);
        Generic<Number> generic3 = new Generic<Number>(2);
//        showKeyValue2(generic1);本行报错，因为String并不是Integer的父类
        showKeyValue2(generic2);
        showKeyValue2(generic3);
    }
}