泛型
2022/1/1大约 11 分钟
一、为什么要有泛型(Generic)
1 泛型背景
集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定存什么类型对象。在JDK1.5之前只能把元素类型设计为Object，JDK1.5之后使用泛型来解决。元素的类型设计成一个参数， 这个类型参数叫做泛型。
Collection<E>， List<E>， ArrayList<E> 这个<E>就是类型参数， 即泛型。
2 泛型概念
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） 。
3 为什么要有泛型呢， 直接Object不是也可以存储数据吗？
因为：类型不安全、转换繁琐 
二、在集合中使用泛型
/**
* 泛型的使用
* 1.jdk 5.0新增的特性
*
* 2.在集合中使用泛型：
* 总结：
* ① 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。
* ② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型
* 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)
* 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，拿包装类替换
* ⑤ 如果实例化时，没有指明泛型的类型。默认类型为java.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
*
* @author cmy
* @create 2019 上午 9:59
*/
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(78);
list.add(76);
list.add(89);
list.add(88);
//问题一：类型不安全
// list.add("Tom");
for(Object score : list){
//问题二：强转时，可能出现转换异常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(78);
list.add(87);
list.add(99);
list.add(65);
//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("Jerry",87);
map.put("Jack",67);
// map.put(123,"ABC");
//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 泛型实例化
2 泛型类、泛型接口、泛型方法
定义泛型类*
**
* 自定义泛型类
* @author cmy
* @create 2019 上午 11:05
*/
public class Order<T> {
String orderName;
int orderId;
// 类的内部结构就可以使用类的泛型
T orderT;
//不能使用new E[]。但是可以： E[] elements = (E[])new Object[capacity];
public Order(){
//编译不通过
// T[] arr = new T[10];
//编译通过
T[] arr = (T[]) new Object[10];
}
public Order(String orderName,int orderId,T orderT){
this.orderName = orderName;
this.orderId = orderId;
this.orderT = orderT;
}
//如下的三个方法都不是泛型方法
public T getOrderT(){
return orderT;
}
public void setOrderT(T orderT){
this.orderT = orderT;
}
@Override
public String toString() {
return "Order{" +
"orderName='" + orderName + '\'' +
", orderId=" + orderId +
", orderT=" + orderT +
'}';
}
//静态方法中不能使用类的泛型。
//静态结构早与实例化对象，还没创建就要使用。
// public static void show(T orderT){
// System.out.println(orderT);
// }
//异常catch不能有泛型
public void show(){
//编译不通过
// try{
// }catch(T t){
// }
}
/**
* 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。
* @param arr 泛型数组
* @param <E> 泛型方法标识
* @return
*/
public static <E> List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for(E e : arr){
list.add(e);
}
return list;
}
}定义泛型方法*
定义泛型接口*
接口也可以定义泛型，语法如下：
[public] interface 接口名<T>public class GeneralInterface {
public static void main( String[] args ) {
System.out.println(new TestIBase().getA());
}
}
interface IBase<T> {
// 不能在接口中使用泛型来定义成员属性
//T m;
public T getA();
public T getB();
}
class TestIBase implements IBase<String> {
public String getA() {
return "A";
}
public String getB() {
return "B";
}
}自定义泛型结构测试
/**
* SubOrder继承Order<Integer>泛型类
*
* @author cmy
* @create 2019 上午 11:15
*/
public class SubOrder extends Order<Integer> {
//SubOrder:不是泛型类
//泛型方法
public static <E> List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for(E e : arr){
list.add(e);
}
return list;
}
}/**
* SubOrder泛型类继承Order<Integer>泛型类
*
* @author cmy
* @create 2019 上午 11:18
*/
public class SubOrder1<T> extends Order<T> {
//SubOrder1<T>:仍然是泛型类
}/** 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：
*
* @author cmy
* @create 2019 上午 11:09
*/
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<String>("orderAA",1001,"order:AA");
order1.setOrderT("AA:hello");
}
@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);
//SubOrder泛型类继承Order<Integer>泛型类
SubOrder1<String> sub2 = new SubOrder1<>();
//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
sub2.setOrderT("order2...");
}
@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;
Person p1 = null;
Person p2 = null;
p1 = p2;
}
//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);
}
}3 自定义泛型注意
4 泛型擦除
四、泛型在继承上的体现
/**
* 1. 泛型在继承方面的体现
* 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(){
//子类向上转型成父类，多态的体现
Object obj = null;
String str = null;
obj = str;
//子类向上转型成父类，多态的体现
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，类型不一致编译不通过
//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实现List接口
AbstractList<String> list1 = null;
List<String> list2 = null;
//ArrayList继承AbstractList实现List接口
ArrayList<String> list3 = null;
//可以转换，多态的体现
list1 = list3;
list2 = list3;
List<String> list4 = new ArrayList<>();
}五、泛型通配符的使用
1 通配符?概念
- 使用类型通配符：？
比如： List<?>、Map<?,?>、List<?>是List<String>、List<Object>等各种泛型List的父类。- 读取List<?>的对象list中的元素时，
永远是安全的，因为不管list的真实类型是什么，它包含的都是Object。
- 写入list中的元素时，
不行。因为我们不知道c的元素类型，我们不能向其中添加对象。唯一的例外是null，它是所有类型的成员。
2 通配符?的使用
/**
* 2. 通配符的使用
* 通配符：? 都能配对
* 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<?>
*/
@Test
public void test3(){
List<Object> list1 = null;
List<String> list2 = null;
List<?> list = null;
//通配转换，多态体现
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);
//编译通过 读取List<?>
print(list);
}
//读取List<?>
public void print(List<?> list){
Iterator<?> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}
}3 通配符?注意点
4 有限制的通配符?
？ 无界通配符：
上界通配符 < ? extends E>：小于等于E
用 extends 关键字声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的子类。
下界通配符 < ? super E>：大于等于E
用 super 进行声明，表示参数化的类型可能是所指定的类型，或者是此类型的父类型，直至 Object/**
* 3.有限制条件的通配符的使用。
* ? 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，只允许泛型为A及A子类的引用调用
* ? 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，只允许泛型为A及A父类的引用调用
* ? extends Compareable
* G<? extends Compareable> 只允许泛型为实现Comparable接口的实现类的引用调用
*/
@Test
public void test4(){
//只允许泛型为Person及Person子类的引用调用
List<? extends Person> list1 = null;
//只允许泛型为Person及Person父类的引用调用
List<? super Person> list2 = null;
List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();
//list3、list4小于等于list1_向上转换子到父_父类引用子类
list1 = list3;
list1 = list4;
//list1 = list5;
//list4、list5大于等于list1_向下转换父到子_子类引用父类
//list2 = list3;
list2 = list4;
list2 = list5;
//读取数据：
list1 = list3;
//只能用小于等于Person
Person p = list1.get(0);
//编译不通过
//Student s = list1.get(0);
list2 = list4;
//只能用大于等于Person
Object obj = list2.get(0);
//编译不通过
//Person obj = list2.get(0);
//写入数据：
//编译不通过 list1添加的？范围是(-∞,person],如果student比-∞还小,就出错。
//子类可以赋给父类、父类不可赋给子类
//list1.add(new Student());
//编译通过 list2添加的？范围是[person,+∞)
list2.add(new Person());
list2.add(new Student());
}六、泛型的应用
泛型应用举例：泛型嵌套
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, ArrayList<Citizen>> map = new HashMap<String, ArrayList<Citizen>>();
ArrayList<Citizen> list = new ArrayList<Citizen>();
list.add(new Citizen("刘恺威"));
list.add(new Citizen("杨幂"));
list.add(new Citizen("小糯米"));
map.put("刘恺威", list);
Set<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> entrySet = map.entrySet();
Iterator<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> iterator = entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Entry<String, ArrayList<Citizen>> entry = iterator.next();
String key = entry.getKey();
ArrayList<Citizen> value = entry.getValue();
System.out.println("户主： " + key);
System.out.println("家庭成员： " + value);
}
}泛型应用举例：实际案例
//package com.atguigu.java2;
interface Info{ // 只有此接口的子类才是表示人的信息
}
class Contact implements Info{ // 表示联系方式
private String address ; // 联系地址
private String telephone ; // 联系方式
private String zipcode ; // 邮政编码
public Contact(String address,String telephone,String zipcode){
this.address = address;
this.telephone = telephone;
this.zipcode = zipcode;
}
public void setAddress(String address){
this.address = address ;
}
public void setTelephone(String telephone){
this.telephone = telephone ;
}
public void setZipcode(String zipcode){
this.zipcode = zipcode;
}
public String getAddress(){
return this.address ;
}
public String getTelephone(){
return this.telephone ;
}
public String getZipcode(){
return this.zipcode;
}
@Override
public String toString() {
return "Contact [address=" + address + ", telephone=" + telephone
+ ", zipcode=" + zipcode + "]";
}
}
class Introduction implements Info{
private String name ; // 姓名
private String sex ; // 性别
private int age ; // 年龄
public Introduction(String name,String sex,int age){
this.name = name;
this.sex = sex;
this.age = age;
}
public void setName(String name){
this.name = name ;
}
public void setSex(String sex){
this.sex = sex ;
}
public void setAge(int age){
this.age = age ;
}
public String getName(){
return this.name ;
}
public String getSex(){
return this.sex ;
}
public int getAge(){
return this.age ;
}
@Override
public String toString() {
return "Introduction [name=" + name + ", sex=" + sex + ", age=" + age
+ "]";
}
}
class Person<T extends Info>{
private T info ;
public Person(T info){ // 通过构造器设置信息属性内容
this.info = info;
}
public void setInfo(T info){
this.info = info ;
}
public T getInfo(){
return info ;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [info=" + info + "]";
}
}
public class GenericPerson{
public static void main(String args[]){
Person<Contact> per = null ; // 声明Person对象
per = new Person<Contact>(new Contact("北京市","01088888888","102206")) ;
System.out.println(per);
Person<Introduction> per2 = null ; // 声明Person对象
per2 = new Person<Introduction>(new Introduction("李雷","男",24));
System.out.println(per2) ;
}
}贡献者
cmyshare