Java高级编程——泛型

清醒之时入梦

已于 2023-06-12 22:51:25 修改

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文章标签： java 开发语言 servlet intellij-idea jvm

于 2023-06-12 18:29:17 首次发布

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Java高级编程——泛型

一、为什么要有泛型

1.为什么要有泛型(Generic)

2.泛型的概念

二、在集合中使用泛型

上代码

package com.tyl.java;

import org.junit.Test;

import java.util.*;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.java
 * @Project：workidea
 * @Filename: GenericTest
 * @create 2023-06-07 11:52
 *
 * 泛型的使用
 * 1.jdk5.0新增的特性
 *
 * 2.在集合中使用泛型：
 *    总结：
     * 2.1.集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。
     * 2.2.在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型
     * 2.3.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
     *        比如：add(E e) --> 实例化以后：add(Integer e)
     * 2.4. 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，用包装类代替。
     * 2.5. 如果实例化时，没有指明泛型的类型。默认类型为ava.Lang.Object类型。
 *
 * 3.如何自定义泛型结构：泛型类、泛型接口：泛型方法  见：GenericTest1.java
 */
public class GenericTest {
    //在集合中使用泛型之前的情况：
    @Test
    public void test1(){

        ArrayList list = new ArrayList();
        //需求：存放学生的成绩
        list.add(77);
        list.add(88);
        list.add(99);
        list.add(66);

        //问题一：类型不安全
//        list.add("tyl");

        for(Object score : list){
            //问题二：强转时，可能出现CLassCastException
            int stuScore = (Integer) score;

            System.out.println(stuScore);
        }
    }

    //在集合中使用泛型的情况：以ArrayList为例
    @Test
    public void test2(){
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

        list.add(77);
        list.add(99);
        list.add(55);
        list.add(55);
        list.add(66);
        //编译时，就会进行类型检查，保证数据的安全
//        list.add("tom");

        // 方式一：
//        for(Integer score : list){
//            //避免了强转操作
//            int stuScore = score;
//            System.out.println(stuScore);
//        }

        // 方式二：
        Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            int stuScore = iterator.next();
            System.out.println(stuScore);
        }
    }

    //在集合中使用泛型的情况：以HashMap为例
    @Test
    public void test3(){
//        Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        //jdk7新特性：类型推断
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();


        map.put("tom", 87);
        map.put("wc", 87);
        map.put("tyl", 99);

        // 泛型的嵌套
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entry = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entry.iterator();

        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String, Integer> e = iterator.next();
            String key = e.getKey();
            Integer value = e.getValue();
            System.out.println(key + "....." + value);
        }
    }
}

三、自定义泛型结构

1.自定义泛型结构

2.泛型类、泛型接口

2.1.泛型类

2.2.泛型方法

上代码

package com.tyl.java;

import org.junit.Test;

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

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.java
 * @Project：workidea
 * @Filename: GenericTest1
 * @create 2023-06-07 18:10
 *
 * 如何自定义泛型结构：泛型类、泛型接口：泛型方法
 *
 * 1.关于自定义泛型类、泛型接口：
 */
public class GenericTest1 {
    @Test
    public void test1(){

        // 如果定义了泛型类，实例化没有指明类的泛型，则认为此，泛型类型为Object类型
        // 要求：如果大家定义了类是带泛型的，建议在实例化时要指明类的泛型。
        Order order = new Order();
        order.setOrderT(123);
        order.setOrderT("abc");

        //建议：实例化时指明类的泛型
        Order<String> order1 = new Order<>("orderAA", 1001, "order:AA");
        order1.setOrderT("AA:jjjjjj");

    }

    @Test
    public void test2(){
        subOrder sub1 = new subOrder();
        // 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
        sub1.setOrderT(1122);

        subOrder1<String> sub2 = new subOrder1<>();
        sub2.setOrderT("odsdsdsdad.....");

    }

    @Test
    public void test3(){
        ArrayList<String> list1 = null;
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        // 泛型不同的引用不能相互赋值
//        list1 = list2;

    }

    //测试泛型方法
    @Test
    public void test4(){
        Order<String> order = new Order<>();
        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);

    }

}

四、泛型在继承上的体现

五、通配符的使用

注意点

有限制的通配符

上代码

package com.tyl.java2;

import org.junit.Test;

import java.util.AbstractList;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.java2
 * @Project：workidea
 * @Filename: GenericTest3
 * @create 2023-06-09 13:30
 *
 * 1.泛型在继承方面的体现
 *
 * 2.通配符的使用
 */
public class GenericTest3 {

    /*
    泛型在继承方面的体现

    类A是B的父类，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;

        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();
        //此时的饥ist1和ist2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String的数据。出错。
         */

        show1(list1);
        show(list2);

    }

    public void show(List<String> list){

    }

    public void show1(List<Object> list){

    }

    @Test
    public void test2(){

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

        List<Object> list4 = new ArrayList<>();
    }

    /*
    2.通配符的使用
      通配符：？
      类A是都的父类，G<A>和G<B>是没有关系的，二者共同的父类是：G<?>
     */
    @Test
    public void test3(){
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;

        List<?> list = null;

//        print(list1);
//        print(list2);

        ArrayList<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);

//        print(list);

    }

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

    /*
    3.有限制的通配符
    ? 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

    ? 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
     */
    @Test
    public void test4(){
        List<? extends Person> list1 = null;
        List<? super Person> list2 = null;

        List<Student> list3 = new ArrayList<>();
        List<Person> list4 = new ArrayList<>();
        List<Object> list5 = new ArrayList<>();

        list1 = list3;
        list1 = list4;
//        list1 = list5;

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

        //读取数据，
        list1 = list3;
        list1 = list4;
        Person p1 = list1.get(0);

        list2 = list4;
        Object obj = list2.get(0);

        //写入数据
//        list1.add(new Student());

        list2.add(new Person());
        list2.add(new Student());


    }

}

六、泛型应用举例

1.泛型嵌套

2.实验

2.1 自定义泛型类的使用

package com.tyl.exer1;

import java.util.*;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer1
 * @Project：workidea
 * @Filename: DAO
 * @create 2023-06-12 17:43
 *
 * 定义个泛型类 DAO<T>，在其中定义一个 Map 成员变量，Map 的键为 String 类型，值为 T 类型。
 * 分别创建以下方法：
     * public void save(String id,T entity)： 保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
     * public T get(String id)：从 map 中获取 id 对应的对象
     * public void update(String id,T entity)：替换 map 中 key 为 id 的内容,改为 entity 对象
     * public List<T> list()：返回 map 中存放的所有 T 对象
     * public void delete(String id)：删除指定 id 对象
 */
public class DAO<T> {
    private Map<String, T> map = new HashMap<>();

    //保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
    public void save(String id, T entity){
        map.put(id,entity);
    }

    // 从 map 中获取 id 对应的对象
    public T get(String id){
       return map.get(id);
    }

    //替换 map 中 key 为 id 的内容, 改为 entity 对象
    public void update(String id,T entity){
        if(map.containsKey(id)){
            map.put(id,entity);
        }
    }

    // 返回 map 中存放的所有 T 对象
    public List<T> list(){
        // 错误的
//        Collection<T> values = map.values();
//        return (List<T>) values;
        //正确的
        ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
        Collection<T> values = map.values();
        for (T t : values){
            list.add(t);
        }
        return list;
    }

    // 删除指定 id 对象
    public void delete(String id){
        map.remove(id);
    }

}

package com.tyl.exer1;

import java.util.Objects;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer1
 * @Project：workidea
 * @Filename: User
 * @create 2023-06-12 17:57
 *
 * 定义一个 User 类：
 * 该类包含：private 成员变量（int 类型） id，age；（String 类型）name。
 */
public class User {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public User() {
    }

    public User(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        User user = (User) o;

        if (id != user.id) return false;
        if (age != user.age) return false;
        return Objects.equals(name, user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = id;
        result = 31 * result + age;
        result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);
        return result;
    }
}

package com.tyl.exer1;

import java.util.List;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer1
 * @Project：workidea
 * @Filename: DAOTest
 * @create 2023-06-12 17:59
 *
 * 定义一个测试类：
 * 创建 DAO类的对象， 分别调用其 save、get、update、list、delete 方法来操作 User 对象，
 * 使用 Junit 单元测试类进行测试。
 */
public class DAOTest {
    public static void main(String[] args) {
        DAO<User> dao = new DAO<>();

        dao.save("1001", new User(1001, 22, "tyl"));
        dao.save("1002", new User(1002, 18, "wc"));
        dao.save("1003", new User(1003, 21, "aaa"));

        dao.update("1003",new User(1003, 30, "ccc"));

        dao.delete("1003");

        List<User> list = dao.list();
//        System.out.println(list);
        list.forEach(System.out::println);



    }
}

2.2 集合中使用泛型

package com.tyl.exer;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer
 * @Project：workidea
 * @Filename: Employee
 * @create 2023-05-31 22:48
 *
 * 该类包含：private 成员变量 name,age,birthday，其中 birthday 为MyDate 类的对象；
 * 并为每一个属性定义 getter, setter 方法；
 * 并重写 toString 方法输出 name, age, birthday
 */
public class Employee implements Comparable<Employee>{
    private String name;
    private int age;
    private MyDate birthday;

    public Employee() {
    }

    public Employee(String name, int age, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Employee o) {
        return this.name.compareTo(o.name);
    }

    // 没有指明泛型时的写法
    //1). 使 Employee 实现 Comparable 接口，并按 name 排序
//    @Override
//    public int compareTo(Object o) {
//        if(o instanceof Employee){
//            Employee e = (Employee) o;
//            return this.name.compareTo(e.name);
//        }
        return 0;
//        throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
//    }
}

package com.tyl.exer;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer
 * @Project：workidea
 * @Filename: MyDate
 * @create 2023-05-31 22:48
 *
 * MyDate 类包含:
 * private 成员变量 year,month,day；并为每一个属性定义 getter, setter
 * 方法；
 */
public class MyDate implements Comparable<MyDate>{
    private int year;
    private int monthr;
    private int day;

    public MyDate() {
    }

    public MyDate(int year, int monthr, int day) {
        this.year = year;
        this.monthr = monthr;
        this.day = day;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getMonthr() {
        return monthr;
    }

    public void setMonthr(int monthr) {
        this.monthr = monthr;
    }

    public int getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", monthr=" + monthr +
                ", day=" + day +
                '}';
    }

//    @Override
//    public int compareTo(Object o) {
//        if(o instanceof MyDate){
//            MyDate m = (MyDate) o;
//
//            //年
//            int minusYear = this.getYear() - m.getYear();
//            if(minusYear != 0){
//                return minusYear;
//            }
//
//            //月
//            int minusMonth = this.getMonthr() - m.getMonthr();
//            if(minusMonth != 0){
//                return minusMonth;
//            }
//
//            //日
//            return this.getDay() - m.getDay();
//        }
        return 0;
//        throw new RuntimeException("输入的数据类型不一致");
//    }

    @Override
    public int compareTo(MyDate m) {
        //年
        int minusYear = this.getYear() - m.getYear();
        if(minusYear != 0){
            return minusYear;
        }

        //月
        int minusMonth = this.getMonthr() - m.getMonthr();
        if(minusMonth != 0){
            return minusMonth;
        }

        //日
        return this.getDay() - m.getDay();
    }
}

package com.tyl.exer;

import org.junit.Test;

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/**
 * @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
 * @Package：com.tyl.exer
 * @Project：workidea
 * @Filename: EmployeeTest
 * @create 2023-05-31 22:49
 * <p>
 * 创建该类的 5个对象，并把这些对象放入 TreeSet 集合中（下一章：TreeSet 需使用泛型来定义）
 * 分别按以下两种方式对集合中的元素进行排序，并遍历输出：
 * 1). 使 Employee 实现 Comparable 接口，并按 name 排序
 * 2). 创建 TreeSet 时传入 Comparator 对象，按生日日期的先后排序。
 */
public class EmployeeTest {

    // 按生日日期的先后排序。
    @Test
    public void test2() {
        TreeSet<Employee> set = new TreeSet<>(new Comparator<Employee>() {
            @Override
            public int compare(Employee o1, Employee o2) {
                MyDate b1 = o1.getBirthday();
                MyDate b2 = o2.getBirthday();
                //方式二：
                return b1.compareTo(b2);
            }
        });

        Employee e1 = new Employee("liudehua", 55, new MyDate(1995, 5, 4));
        Employee e2 = new Employee("zahngxueyuo", 43, new MyDate(1965, 5, 4));
        Employee e3 = new Employee("guofucheng", 44, new MyDate(1965, 5, 9));
        Employee e4 = new Employee("liming", 51, new MyDate(1978, 8, 12));
        Employee e5 = new Employee("liangcahowei", 21, new MyDate(1955, 12, 4));

        set.add(e1);
        set.add(e2);
        set.add(e3);
        set.add(e4);
        set.add(e5);

        Iterator<Employee> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

    //问题一：使用自然排序
    @Test
    public void test1() {
        TreeSet<Employee> set = new TreeSet<>();

        Employee e1 = new Employee("liudehua", 55, new MyDate(1995, 5, 4));
        Employee e2 = new Employee("zahngxueyuo", 43, new MyDate(1965, 5, 4));
        Employee e3 = new Employee("guofucheng", 44, new MyDate(1965, 5, 9));
        Employee e4 = new Employee("liming", 51, new MyDate(1978, 8, 12));
        Employee e5 = new Employee("liangcahowei", 21, new MyDate(1955, 12, 4));

        set.add(e1);
        set.add(e2);
        set.add(e3);
        set.add(e4);
        set.add(e5);

        Iterator<Employee> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }


}