java泛型速通

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 目录

为什么要有泛型

生活场景

泛型：标签

举例：

• 中药店，每个抽屉外面贴着标签
• 超市购物架上很多瓶子，每个瓶子装的是什么，有标签

泛型的设计背景

集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的对象，所以在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。因为这个时候除了元素的类型不确定，其他的部分是确定的，例如关于这个元素如何保存，如何管理等是确定的，因此此时把元素的类型设计成一个参数，这个类型参数叫做泛型。Collection，List，ArrayList 这个就是类型参数，即泛型

泛型的概念

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）。

• 从JDK1.5以后，Java引入了“参数化类型（Parameterized type）”的概念， 允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型，正如：List，这表明 该List只能保存字符串类型的对象。
• JDK1.5改写了集合框架中的全部接口和类，为这些接口、类增加了泛型支持， 从而可以在声明集合变量、创建集合对象时传入类型实参。

那么为什么要有泛型呢，直接Object不是也可以存储数据吗？

1. 解决元素存储的安全性问题，好比商品、药品标签，不会弄错。
2. 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。

在集合中没有泛型时  

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1. 任何类型都可以添加到集合中：类型不安全
2. 读取出来的对象需要强转：繁琐可能有ClassCastException

在集合中有泛型时

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1. 只有指定类型才可以添加到集合中：类型安全
2. 读取出来的对象不需要强转：便捷

Java泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告，运行时就不会产生ClassCastException异常。同时，代码更加简洁、健壮。

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());
        }

Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
Iterator<Map.Entry<String,Integer>> iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Map.Entry<String,Integer> entry = iterator.next();
System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
 }

 自定义泛型结构

1.泛型的声明

interface List<T> 和 class GenTest<K,V>

其中，T,K,V不代表值，而是表示类型。这里使用任意字母都可以。

常用T表示，是Type的缩写。

2.泛型的实例化：

一定要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如：

List strList = new ArrayList(); Iterator iterator = customers.iterator();

• T只能是类，不能用基本数据类型填充。但可以使用包装类填充
•  把一个集合中的内容限制为一个特定的数据类型，这就是generics背后的核心思想

 JDK 1.5 之前

Comparable c = new Date();
System.out.println(c.compareTo("red"));

JDK 1.5

Comparable<Date> c = new Date();
System.out.println(c.compareTo("red"));

体会：使用泛型的主要优点是能够在编译时而不是在运行时检测错误。  

注意点

1. 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：<E,T,V>

2. 泛型类的构造器如下：public GenericClass(){}。 而下面是错误的：public GenericClass<E>(){}

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. jdk1.7，泛型的简化操作：ArrayList flist = new ArrayList<>();（类型推断）

8. 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。

9. 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。

10. 异常类不能是泛型的

11. 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。

12.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

class Father<T1, T2> {

}

• 没有类型 擦除

  // 子类不保留父类的泛型
  // 1)没有类型 擦除
  class Son1 extends Father {// 等价于class Son extends Father<Object,Object>{
  
  }

  
• 具体类型

  // 2)具体类型
  class Son2 extends Father<Integer, String> {
  
  }

  

子类保留父类的泛型：泛型子类

• 全部保留

  // 1)全部保留
  class Son3<T1, T2> extends Father<T1, T2> {
  }
  

  
• 部分保留

  // 2)部分保留
  class Son4<T2> extends Father<Integer, T2> {
  
  }

  

  
  

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

class Father<T1, T2> {
}

// 子类不保留父类的泛型
// 1)没有类型 擦除
class Son<A, B> extends Father{//等价于class Son extends Father<Object,Object>{

}

// 2)具体类型
class Son2<A, B> extends Father<Integer, String> {

}

// 子类保留父类的泛型

// 1)全部保留

class Son3<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {

}

// 2)部分保留

class Son4<T2, A, B> extends Father<Integer, T2> {
}

自定义泛型结构：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;
}

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自定义泛型结构：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

泛型方法声明泛型时也可以指定上限(后面会提到)

public class DAO {
    public <E> E get(int id, E e) {
        E result = null;
        return result;
    }
}

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泛型在继承上的体现 

请输出如下来两段代码有何不同

public void printCollection(Collection c) {
    Iterator i = c.iterator();
    for (int k = 0; k < c.size(); k++) {
        System.out.println(i.next());
    }
}

public void printCollection(Collection<Object> c) {
    for (Object e : c) {
        System.out.println(e);
    }
}

如果B是A的一个子类型（子类或者子接口），而G是具有泛型声明的 类或接口，G并不是G的子类型！ 比如：String是Object的子类，但是List并不是List的子类。

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 通配符的使用

基本介绍

1.使用类型通配符：？

比如：List<?> ，Map<?,?>

Lis<?>t是List<String>、List<Interge>等各种泛型List的父类。

2.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。

3.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。

将任意元素加入到其中不是类型安全的：

Collection c = new ArrayList(); c.add(new Object()); // 编译时错误

因为我们不知道c的元素类型，我们不能向其中添加对象。add方法有类型参数E作为集 合的元素类型。我们传给add的任何参数都必须是一个未知类型的子类。因为我们不知 道那是什么类型，所以我们无法传任何东西进去。

唯一的例外的是null，它是所有类型的成员。

 另一方面，我们可以调用get()方法并使用其返回值。返回值是一个未知的 类型，但是我们知道，它总是一个Object。

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注意点 

注意点1：编译错误：不能用在泛型方法声明上，返回值类型前面<>不能使用?

public static <?> void test(ArrayList<?> list){

}

注意点2：编译错误：不能用在泛型类的声明上

class GenericTypeClass<?>{

}

注意点3：编译错误：不能用在创建对象上，右边属于创建集合对象

ArrayList<?> list2 = new ArrayList<?>();

  public static void main(String[] args) {
        List<?> list = null;
        list = new ArrayList<String>();
        list = new ArrayList<Double>();
        // list.add(3);//编译不通过
        list.add(null);
        List<String> l1 = new ArrayList<String>();
        List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
        l1.add("尚硅谷");
        l2.add(15);
        read(l1);
        read(l2);
    }
    public static void read(List<?> list) {
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
    }

有限制的通配符

?允许所有泛型的引用调用

通配符指定上限

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

    public static void printCollection3(Collection<? extends Person> coll) {
//Iterator只能用Iterator<?>或Iterator<? extends Person>.why?
        Iterator<?> iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

    public static void printCollection4(Collection<? super Person> coll) {
//Iterator只能用Iterator<?>或Iterator<? super Person>.why?
        Iterator<?> iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

泛型应用举例：实际案例 

 用户在设计类的时候往往会使用类的关联关系，例如，一个人中可以定义一个信息 的属性，但是一个人可能有各种各样的信息（如联系方式、基本信息等），所以此信 息属性的类型就可以通过泛型进行声明，然后只要设计相应的信息类即可。

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