Java 泛型的详解

最新推荐文章于 2024-07-10 22:13:59 发布

半夏_2021

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分类专栏： java 文章标签： java

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泛型可以定义在类、接口、方法中，编译器通过识别尖括号和尖括号内的字母来解析泛型。在泛型定义时，约定俗成的符号包含：

E-Element,常在java Collection里如List,Iterator，Set
K，V—Key,Value ，代码Map的键值对
N Number 数字T-Type ,类型，如String，Integer 等等

泛型类

泛型类型用于类的定义中，被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类，如：List、Set、Map。

泛型类的最基本写法

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; 
  .....

  }
}

一个最普通的泛型类：

public class Generic<T>{ 
    //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;
    }
}

泛型接口

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中，可以看一个例子：

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

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)];
    }
}

泛型方法

在这里插入图片描述
在定义泛型方法的时候，必须的方法的返回值前面加上,以此来说明这时一个泛型方法，持有一个泛型T，然后可以用泛型T作为方法的返回值。

public class Stove{

public static <T> T heat(T food){
  return food;
}

public static void main(String[] args){
   Meat meat = new Meat();
   meat = Stove.heat(meat);
   
   Soup soup = new Soup();
   soup = Stove.heat(soup);

}

}

通过使用泛型，既可以避免对加热肉和加热汤定义两种不同的方法，也可以避免使用Object作为输入和输出，带来强制转换的风险。只要这种强制转换的风险存在，就一定会发生 ClassCastException 异常。特别是在复杂的代码逻辑中，会形成网状的调用关系，如果任意使用强制转换，无论可读性还是安全性都存在问题。

泛型通配符

非限定通配符

非限定通配符指的是这种形式，可以用任意泛型类型来代替，因为泛型是不支持继承关系的，所以很大程度上弥补了这一不足。说一个简单的例子来体验下？的作用。

限定符
（1） <? extends T> ：保证泛型类型必须是 T 的子类来设定泛型类型的上边界
（2） <? super T> ：来保证泛型类型必须是 T 的父类来设定类型的下边界，泛型类型必须用限定内的类型来进行初始化，否则会导致编译错误。

举例说明: 集合和泛型

List<?> 称为通配符集合。它可以接受任何类型的集合引用赋值，不能添加任何元素，但可以remove 和 clear ，并非 immutable 集合。List<?> 一般作为参数来接收外部的集合，或者返回一个不知道具体元素类型的集合。
List 最大的问题是只能放置一种类型，如果随意转换类型的话，就是破窗效应，泛型就失去了类型安全的意义。
如果需要放置多种受泛型约束的类型呢？JDK 实现了 <? extend T> 与 <? super T> 两种语法，但是两者的区别非常微妙。简单来说，<? extends T> 是Get first ,适用于，消费集合元素为主的场景。

<? super T> 是 Putfirst ，适用于生产集合元素的为主的场景。 * <? extend T> 可以赋值给任何T及T子类的集合，上界为T，取出来的类型带有泛型限制，向上强制转型为T。 * <? super T> 可以赋值给任何T及T的父类集合，下界为T，