JAVA30天-高级篇-5-泛型

理解泛型：类型安全与应用实例

原创已于 2023-11-30 11:33:10 修改 · 110 阅读

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于 2021-08-19 23:24:11 首次发布

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本文详细介绍了Java泛型的概念，探讨了为何使用泛型解决数据类型安全问题，展示了在集合、自定义泛型结构和继承中的应用。讲解了泛型类、方法、通配符的使用及其限制，并通过示例演示了如何在实际编程中运用这些技术。

概念

所谓泛型，就是允许在定义类、接口时通过一个标识表示类中某个属性的类型或者是某个方法的返回值及参数类型。这个类型参数将在使用时（例如，继承或实现这个接口，用这个类型声明变量、创建对象时）确定（即传入实际的类型参数，也称为类型实参）

为什么要有泛型

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。

在这里插入图片描述

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());
}

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());
}

自定义泛型结构

概念

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>
泛型类的构造器如下： public GenericClass(){}。而下面是错误的： public GenericClass<E>(){}
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。
泛型不同的引用不能相互赋值。尽管在编译时ArrayList<String>和ArrayList<Integer>是两种类型，但是，在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。
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。经验：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。
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。
jdk1.7，泛型的简化操作： ArrayList<Fruit> flist = new ArrayList<>();
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
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。
异常类不能是泛型的
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。)
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
	没有类型 擦除
	具体类型
子类保留父类的泛型：泛型子类
	全部保留
	部分保留
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

泛型类

class Person<T> {
	// 使用T类型定义变量
	private T info;
	// 使用T类型定义一般方法
	public T getInfo() {
	return info;
	}
	public void setInfo(T info) {
	this.info = info;
	}
	// 使用T类型定义构造器
	public Person() {
	}
	public Person(T info) {
	this.info = info;
	}
	// static的方法中不能声明泛型
	//public static void show(T t) {
	//
	//}
	// 不能在try-catch中使用泛型定义
	//public void test() {
	//try {
	//
	//} catch (MyException<T> ex) {
	//
	//}
	//}
}

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：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 <E> List<E> getList(E[] arr){
        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
        for (E item : arr){
            list.add(item);
        }
        return list;
    }

泛型在继承上的体现

* 虽然类A是类B的父类，但是G<A> 和G<B>二者不具备子父类关系，二者是并列关系。
* 补充：类A是类B的父类，A<G> 是 B<G> 的父类

    @Test
    public void test1(){

        Object obj = null;
        String str = null;
        obj = str;

        Object[] arr1 = null;
        String[] arr2 = null;
        arr1 = arr2;
        //编译不通过
//        Date date = new Date();
//        str = date;
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();
        //此时的list1和list2的类型不具有子父类关系
        //编译不通过
//        list1 = list2;
        /*
        反证法：
        假设list1 = list2;
           list1.add(123);导致混入非String的数据。出错。

         */

        show(list1);
        show1(list2);

    }



    public void show1(List<String> list){

    }

    public void show(List<Object> list){

    }

    @Test
    public void test2(){

        AbstractList<String> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        ArrayList<String> list3 = null;

        list1 = list3;
        list2 = list3;

        List<String> list4 = new ArrayList<>();

    }

通配符的使用

通配符：?

* 类A是类B的父类，G<A>和G<B>是没有关系的，二者共同的父类是：G<?>
* 只允许读取(可写入null)

        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;

        List<?> list = null;

        list = list1;
        list = 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);

注意点

在这里插入图片描述

有限制条件的通配符的使用

* 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<=


* 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>=

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