java的泛型

一、泛型使用介绍

泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法;在泛型接口、泛型类和泛型方法的定义过程中,我们常见的如T、E、K、V、R、P、?、等形式的参数常用于表示泛型形参

1.泛型类

class 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{
  private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var; 
  .....

  }
}
  • 案例
public class Generic<T> {
    private T val;

    public Generic(T t) {
        this.val = t;
    }
    public T test(T t) {
        return t;
    }
    public T get() {
        return val;
    }
}
  • 在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
  • 泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型
  • 传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Generic<String> stringGeneric = new Generic<String>("11111");
        Generic<Integer> integerGeneric = new Generic<Integer>(11111);
    }
}

2.泛型接口

//定义一个泛型接口
public interface GenericInterface<T> {
    T next();
    T next2(T t);
}
  1. 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
public class GenericService<E> implements  GenericInterface<E> {
    @Override
    public E next() {
        return null;
    }
    @Override
    public E next2(E e) {
        return null;
    }
}
  1. 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GenericInterface<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
 * @author: ganyz
 * @datatime: 2021-04-15 16:34
 **/
public class GenericService2 implements  GenericInterface<String> {
    @Override
    public String next() {
        return null;
    }
    @Override
    public String next2(String s) {
        return null;
    }
}

3.泛型方法

  • 区分泛型类的方法和泛型方法,看public 和返回值一定有<T>做标识,例如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){ return }
  • 我们见到的大多数泛型类中的成员方法也都使用了泛型,有的甚至泛型类中也包含着泛型方法,这样在初学者中非常容易将泛型方法理解错了。
  • 泛型类,是在实例化类的时候指明泛型的具体类型;泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。
  /**
     * 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。
     *     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;
    }
  1. 普通类的泛型方法
  2. 泛型类的泛型方法
  3. 可变参数的泛型方法
  4. 静态的泛型方法
  • 案例
public class MethodClass {
    /**
     * 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。
     *     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;
    }

    public class Test<E> {
        private E e;
        //泛型类的方法
        public E getTest() {
            return e;
        }
        //泛型类的泛型方法
        public <P> P getTest1(P p) {
//            return p;
            return null;
        }
        /**
         * 编译报错,使用泛型E,注意这个E是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的E不是同一种类型,所以会报错
        public <E> E getTest2() {
            return e;
        }
         */
        //泛型类的泛型方法,使用泛型E,注意这个E是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的E不是同一种类型
        public <E> E getTest3(E e) {
            return e;
        }

        //泛型类的泛型方法,并且是可变参数
        public <T> void test4(T... args) {

        }

    }

    /**
     * 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){

    }
}
public class MethodClass2<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){
    }

    /*编译报错,静态方法要想使用泛型必须声明为泛型方法
     public static void show(T t){

    }
     */
}

4.泛型通配符?

  1. 可以解决当具体类型不确定的时候,这个通配符就是 ? ;当操作类型时,不需要使用类型的具体功能时,只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
public class MethodClass {
	//这不是一个泛型方法,这是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符?
    public static void genericMethod4(Class<?> tClass)throws InstantiationException ,
            IllegalAccessException{
        Object obj = tClass.newInstance();
    }

	//这不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Class<String>这个泛型类做形参而已
    public static void genericMethod5(Class<String> tClass)throws InstantiationException ,
            IllegalAccessException{
        String str = tClass.newInstance();
    }
}

5.指定泛型上下边界extends,super

  1. 泛型类上指定边界
  2. 普通方法上的参数是泛型
  3. 泛型方法上指定
  4. 泛型数组的定义
package com.ganyz.demo.fanxin;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 参数是泛型类的泛型方法
 * @param <T>
 */
public class ExtendsClass<T> {
    public void test(ExtendsClass<T> ext) {
    }
    //里面的参数是泛型类才可以使用extends
    public void test1(ExtendsClass<? extends Number> ext) {
    }

    public static void main(String[] args) {
        ExtendsClass<Integer> integerExtendsClass = new ExtendsClass<Integer>();
        integerExtendsClass.test1(new ExtendsClass<Integer>());
    }
}

/**
 * 泛型类上声明
 * @param <T>
 */
class ExtendsClass2<T extends List> {
    private T t;
    public void test(T ext) {
    }
    public T setTest(T t) {
        this.t = t;
        return this.t;
    }
    public static void main(String[] args) {
        ExtendsClass2<List> listExtendsClass2 = new ExtendsClass2<List>();
        listExtendsClass2.test(new ArrayList());
        listExtendsClass2.setTest(new ArrayList());
    }
}

/**
 * 泛型方法
 */
class ExtendsClass3 {
    //在泛型方法中添加上下边界限制的时候,必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加
    //public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container),编译器会报错:"Unexpected bound"
    public <T extends Number> T showKeyName(T t){
        return t;
    }
}
JavaJava中一种强大的特性,允许编写类安全且可重用的代码,能创建灵活的组件处理不同数据类,同时保持代码的简洁性和可读性,对于编写高质量Java程序至关重要[^2]。 ### 基本概念 通俗理解,让类可以像方法的参数一样传递。例如`List<String>`中的`String`就是类参数,它告知编译器该`List`只能存放`String`类的对象[^3]。 ### 使用场景 - **类安全**:在没有时,需要强制类转换,容易导致`ClassCastException`,而使用能在编译时检查类安全,避免运行时异常。 - **代码复用**:不使用时,为不同类需要编写相似的代码,使用一套代码就可以适用于多种类。 - **代码清晰度**:没有时,需要查看文档或注释才能知道集合中存储的类,使用可直接从类声明了解集合中存储的类[^3]。 ### 使用方法 #### 类 在实例化类的时候指明的具体类。例如: ```java class Box<T> { private T t; public void set(T t) { this.t = t; } public T get() { return t; } } // 使用 Box<String> stringBox = new Box<>(); stringBox.set("Hello"); String value = stringBox.get(); ``` #### 方法 在调用方法的时候指明的具体类。示例如下: ```java public <T> T genericMethod(Class<T> tClass) throws InstantiationException, IllegalAccessException { T instance = tClass.newInstance(); return instance; } // 使用 try { String str = genericMethod(String.class); } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } ``` ### 通配符 在代码中,问号`?`称为通配符,用来表示未知类。通配符可在多种情况下使用,如作为参数、字段或局部变量的类,有时也可作为返回类,但永远不会用作调用方法、创建类或超类实例的类参数。例如: ```java public static void printList(java.util.List<?> list) { for (Object element : list) { System.out.println(element); } } ``` ### 原理 Java是通过类擦除实现的。在编译时,编译器会把信息擦除,替换为原始类(如`List<String>`会被擦除为`List`),并在必要的地方插入类转换代码,以保证类安全。 ### 最佳实践 - **合理使用类和方法**:根据实际需求选择合适的形式,若类参数与类的整体相关,可使用类;若只与某个方法相关,则使用方法。 - **使用通配符提高灵活性**:当需要处理不同的集合时,合理使用通配符能提高代码的灵活性和复用性。 - **注意类擦除的影响**:由于类擦除,在运行时无法获取的具体类信息,编写代码时需考虑这一点。
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