Java泛型

一、泛型引入

编写一段程序，在ArrayList中，添加3个Dog对象，Dog对象含有name和age属性，并输出name和age

不使用泛型解决

package com.hspedu.generic;

import java.util.ArrayList;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Generic01 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用传统的方法来解决
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小黄", 5));

        //假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫
        arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));//由于定义ArrayList时并没有指定类（默认是Object类型），所以这里加入Cat类型并不会报错，但到后面转型成Dog类型时会报运行错误
        //遍历
        for (Object o : arrayList) {//这里o的类型必须是Object不能指定成Dog，因为在定义的时候没有指定类型默认为Object；需要强制转型才能转成Dog类型
            //向下转型Object ->Dog
            Dog dog = (Dog) o;
            System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
        }

    }
}
/*
请编写程序，在ArrayList 中，添加3个Dog对象
Dog对象含有name 和 age, 并输出name 和 age (要求使用getXxx())
 */
class Dog {
    private String name;
    private int age;
    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    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;
    }
}

class Cat { //Cat类
    private String name;
    private int age;
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    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;
    }
}

使用泛型

package com.hspedu.generic.improve;

import java.util.ArrayList;

@SuppressWarnings({"all"})
public class Generic02 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用传统的方法来解决===> 使用泛型
        //1. 当我们 ArrayList<Dog> 表示存放到 ArrayList 集合中的元素是Dog类型 
        //2. 如果编译器发现添加的类型，不满足要求，就会报错
        //3. 在遍历的时候，可以直接取出 Dog 类型而不是 Object
        //4. public class ArrayList<E> {} E称为泛型,那么 Dog->E
        ArrayList<Dog> arrayList = new ArrayList<Dog>();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小黄", 5));
        //假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫
        //arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));这里直接会报编译错误
        System.out.println("===使用泛型====");
        for (Dog dog : arrayList) {
            System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
        }


    }
}

/*
1.请编写程序，在ArrayList 中，添加3个Dog对象
2.Dog对象含有name 和 age, 并输出name 和 age (要求使用getXxx())
3.老师使用泛型来完成代码
 */
class Dog {
    private String name;
    private int age;
    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    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;
    }
}

class Cat { //Cat类
    private String name;
    private int age;
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    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;
    }
}

总结
- 不使用泛型
  - 加入-Dog—>取出-Object—>转换成Dog
  - 不能对加入到集合中的数据类型进行约束（不安全）
  - 遍历时，需要进行类型转换，如果集合中的数据量较大，对效率有影响
- 使用泛型后
  - Dog—>Dog—>Dog//加入和取出不需要类型转换
  - 编译时，检查添加元素的类型，提高了安全性
  - 减少了类型转换的次数，提高效率

二、基本介绍

Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，即给类型指定一个参数，然后在使用时再指定此参数具体的值，那样这个类型就可以在使用时决定了。这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

2.1语法

泛型的声明

interface 接口名 {} 和 class 类名 <K,V>{}

注：1）T,K,V不代表值，而是表示类型

2）任意字母都可以。常用T(Type)表示
泛型的实例化

要在类名的后面指定类型参数的值（也即类型）。如：
```
List<String> strList =new ArrayList<String>();
```

泛型的注意事项和使用细节

泛型只能是引用类型
在给泛型指定具体类型后，可以传入该类型或者其子类型

泛型使用形式

List<Integer> list =new ArrayList<>();//后面的尖括号中内容可以省略
//如果都不写默认为Object类型

示例

package com.hspedu.generic;

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

@SuppressWarnings({"all"})
public class GenericDetail {
    public static void main(String[] args) {
        //1.给泛型指向数据类型是，要求是引用类型，不能是基本数据类型
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); //OK
        //List<int> list2 = new ArrayList<int>();//错误

        //2. 说明
        //因为 E 指定了 A 类型, 构造器传入了 new A()
        //在给泛型指定具体类型后，可以传入该类型或者其子类类型
        Pig<A> aPig = new Pig<A>(new A());
        aPig.f();
        Pig<A> aPig2 = new Pig<A>(new B());
        aPig2.f();
        
        ArrayList<A> arrayList1 = new ArrayList<>();
        arrayList1.add(new A());
        arrayList1.add(new B());
        //arrayList1.add("sss");因为指定了A类为类型，所以字符串是传不进去的

        //3. 泛型的使用形式
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        //在实际开发中，我们往往简写
        //编译器会进行类型推断, 老师推荐使用下面写法
        ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>();
        List<Integer> list4 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Pig> pigs = new ArrayList<>();

        //4. 如果是这样写 泛型默认是 Object
        ArrayList arrayList = new ArrayList();//等价 ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<Object>();
        
        Tiger tiger = new Tiger();
        /*

            class Tiger {//类
                Object e;

                public Tiger() {}

                public Tiger(Object e) {
                    this.e = e;
                }
            }

         */

    }
}
class Tiger<E> {//类
    E e;

    public Tiger() {}

    public Tiger(E e) {
        this.e = e;
    }
}

class A {}
class B extends A {}

class Pig<E> {//
    E e;

    public Pig(E e) {
        this.e = e;
    }

    public void f() {
        System.out.println(e.getClass()); //运行类型
    }
}

三、自定义泛型

3.1自定义泛型类

语法

class 类名<T,R,...>{//...表示可以有多个泛型

}
细节
- 普通成员（属性、方法）可以使用泛型
- 使用泛型的数组不能被初始化
- 静态方法中不能使用类的泛型
- 泛型类的类型是在创建对象时确定的（因为创建对象时，需要确定类型）

示例：

package com.hspedu.customgeneric;

import java.util.Arrays;

@SuppressWarnings({"all"})
public class CustomGeneric_ {
    public static void main(String[] args) {

        //T=Double, R=String, M=Integer
        Tiger<Double,String,Integer> g = new Tiger<>("john");
        g.setT(10.9); //OK
        //g.setT("yy"); //错误，类型不对
        System.out.println(g);
        Tiger g2 = new Tiger("john~~");//OK T=Object R=Object M=Object
        g2.setT("yy"); //OK ,因为 T=Object "yy"=String 是Object子类
        System.out.println("g2=" + g2);

    }
}

//1. Tiger 后面泛型，所以我们把 Tiger 就称为自定义泛型类
//2, T, R, M 泛型的标识符, 一般是单个大写字母
//3. 泛型标识符可以有多个.
//4. 普通成员可以使用泛型 (属性、方法)
//5. 使用泛型的数组，不能初始化
//6. 静态方法中不能使用类的泛型
class Tiger<T, R, M> {
    String name;
    R r; //属性使用到泛型
    M m;
    T t;
    //因为数组在new 不能确定T的类型，就无法在内存开空间
    T[] ts;

    public Tiger(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Tiger(R r, M m, T t) {//构造器使用泛型

        this.r = r;
        this.m = m;
        this.t = t;
    }

    public Tiger(String name, R r, M m, T t) {//构造器使用泛型
        this.name = name;
        this.r = r;
        this.m = m;
        this.t = t;
    }

    //因为静态是和类相关的，在类加载时，对象还没有创建
    //所以，如果静态方法和静态属性使用了泛型，JVM就无法完成初始化
//    static R r2;
//    public static void m1(M m) {
//
//    }

    //方法使用泛型

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public R getR() {
        return r;
    }

    public void setR(R r) {//方法使用到泛型
        this.r = r;
    }

    public M getM() {//返回类型可以使用泛型.
        return m;
    }

    public void setM(M m) {
        this.m = m;
    }

    public T getT() {
        return t;
    }

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Tiger{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", r=" + r +
                ", m=" + m +
                ", t=" + t +
                ", ts=" + Arrays.toString(ts) +
                '}';
    }
}

3.2自定义接口泛型

语法

interface 接口名<T,R,...>{

}
细节
- 接口中，静态成员也不能使用泛型(接口中属性默认为public static final)
- 泛型接口的类型，在继承接口或者实现接口时确定

示例：

package com.hspedu.customgeneric;

public class CustomInterfaceGeneric {
    public static void main(String[] args) {

    }
}

/**
 *  泛型接口使用的说明
 *  1. 接口中，静态成员也不能使用泛型
 *  2. 泛型接口的类型, 在继承接口或者实现接口时确定
 *  3. 没有指定类型，默认为Object
 */

//在继承接口 指定泛型接口的类型
interface IA extends IUsb<String, Double> {

}
//当我们去实现IA接口时，因为IA在继承IUsu 接口时，指定了U 为String R为Double
//，在实现IUsu接口的方法时，使用String替换U, 是Double替换R
class AA implements IA {

    @Override
    public Double get(String s) {
        return null;
    }
    @Override
    public void hi(Double aDouble) {

    }
    @Override
    public void run(Double r1, Double r2, String u1, String u2) {

    }
}

//实现接口时，直接指定泛型接口的类型
//给U 指定Integer 给 R 指定了 Float
//所以，当我们实现IUsb方法时，会使用Integer替换U, 使用Float替换R
class BB implements IUsb<Integer, Float> {

    @Override
    public Float get(Integer integer) {
        return null;
    }

    @Override
    public void hi(Float aFloat) {

    }

    @Override
    public void run(Float r1, Float r2, Integer u1, Integer u2) {

    }
}
//没有指定类型，默认为Object
//建议直接写成 IUsb<Object,Object>
class CC implements IUsb { //等价 class CC implements IUsb<Object,Object> {
    @Override
    public Object get(Object o) {
        return null;
    }
    @Override
    public void hi(Object o) {
    }
    @Override
    public void run(Object r1, Object r2, Object u1, Object u2) {

    }

}

interface IUsb<U, R> {

    int n = 10;
    //U name; 不能这样使用

    //普通方法中，可以使用接口泛型
    R get(U u);

    void hi(R r);

    void run(R r1, R r2, U u1, U u2);

    //在jdk8 中，可以在接口中，使用默认方法, 也是可以使用泛型
    default R method(U u) {
        return null;
    }
}

3.3自定义泛型方法

语法

修饰符 <T,R,...>返回类型方法名（参数列表）{

}
细节
- 泛型方法，可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中
- 当方法被调用时，类型会确定
- public void eat（E e){},修饰符后面没有<T,R,...>eat 方法不是泛型方法，而是使用了泛型

示例：

package com.hspedu.customgeneric;

/**
 * @author 韩顺平
 * @version 1.0
 */
public class CustomMethodGenericExercise {
    public static void main(String[] args) {
        //T->String, R->Integer, M->Double
        Apple<String, Integer, Double> apple = new Apple<>();
        apple.fly(10);//10 会被自动装箱 Integer10, 输出Integer
        apple.fly(new Dog());//Dog

    }
}

class Apple<T, R, M> {//自定义泛型类

    public <E> void fly(E e) {  //泛型方法
        System.out.println(e.getClass().getSimpleName());
    }

    //public void eat(U u) {}//错误，因为U没有声明
    public void run(M m) {
    } //ok
}

class Dog {
}

3.4泛型的继承和通配符

泛型不具备继承性

List<Object> list = new ArrayList<String>();//不对

:支持任意泛型类型
:支持A类以及A类的子类，规定了泛型的上限
:支持A类以及A类的父类，不限于直接父类，规定了泛型的下限

示例：

package com.hspedu;

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

public class GenericExtends {
    public static void main(String[] args) {

        Object o = new String("xx");

        //泛型没有继承性
        //List<Object> list = new ArrayList<String>();

        //举例说明下面三个方法的使用
        List<Object> list1 = new ArrayList<>();
        List<String> list2 = new ArrayList<>();
        List<AA> list3 = new ArrayList<>();
        List<BB> list4 = new ArrayList<>();
        List<CC> list5 = new ArrayList<>();

        //如果是 List<?> c ，可以接受任意的泛型类型
        printCollection1(list1);
        printCollection1(list2);
        printCollection1(list3);
        printCollection1(list4);
        printCollection1(list5);

        //List<? extends AA> c： 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
//        printCollection2(list1);//×
//        printCollection2(list2);//×
        printCollection2(list3);//√
        printCollection2(list4);//√
        printCollection2(list5);//√

        //List<? super AA> c: 支持AA类以及AA类的父类，不限于直接父类
        printCollection3(list1);//√
        //printCollection3(list2);//×
        printCollection3(list3);//√
        //printCollection3(list4);//×
        //printCollection3(list5);//×

    }
    // ? extends AA 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
    public static void printCollection2(List<? extends AA> c) {
        for (Object object : c) {
            System.out.println(object);
        }
    }

    //说明: List<?> 表示 任意的泛型类型都可以接受
    public static void printCollection1(List<?> c) {
        for (Object object : c) { // 通配符，取出时，就是Object
            System.out.println(object);
        }
    }


    // ? super 子类类名AA:支持AA类以及AA类的父类，不限于直接父类，
    //规定了泛型的下限
    public static void printCollection3(List<? super AA> c) {
        for (Object object : c) {
            System.out.println(object);
        }
    }

}

class AA {
}

class BB extends AA {
}

class CC extends BB {
}

posted on 2022-11-23 15:00 ZhengLord 阅读(19) 评论(0) 编辑收藏举报

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