Java基础之泛型
1.使用泛型，集合中元素限定为一个特定类型，集合中只能存储同一个类型对象，这样更安全，获取元素时，不需要对对象进行强制类型转换，更方便。
2.泛型是提供给javac编译器使用的，可以限定集合中的输入类型，让编译器挡住源程序的非法输入，编译器编译带类型说明的集合时会去掉类型信息，使用程序运行效率不受影响，对于参数化的泛型类型，getClass()方法的返回值和原始类型完全一样。由于编译器生成的字节码会去掉泛型的类型信息，只要能跳过编译器，就可以往某个泛型集合中加入其它类型的数据，例如，用反射得到集合，再调用其add方法即可。
#泛型术语：
- 整个ArrayList<E>称为泛型类型，E称为类型变量或类型参数；
- 整个ArrayList<Integer>称为参数化的类型，Integer称为类型参数的实例或实际类型参数；
- ArrayList<Integer>中<>念typeof;
- ArrayList称为原始类型；
3.参数化的类型与原始类型的兼容性：
参数化的类型可以引用一个原始类型的对象：
Collection<String> c = new Vector();//1.5调用1.4没有类型参数的返回值，是可以的，也就是编译器一句话的事！
原始类型可以引用一个参数化类型的对象:
Collection c = new Vector<String>();//原来的方法(如1.4)接受一个集合参数，新的类型也要能传进去
4.参数化类型不考虑类型参数的继承关系;
//error!v声明的是String,实际运行时啥类型都有可能所以错；可以不写<Object>，写了就是明知故犯
Vector<String> v = new Vector<Object>();
Vector<Object> v = new Vector<String>();//error also!
5.创建数组时，数组的元素不能使用参数化的类型，如，下面语句有错误：
//原因未知，可能永远都碰不到也无所谓，遇到了编译器会报告错误的
Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10];
6.下面代码运行有错么？
Vector v1 = new Vector<String>();
Vector<Object> v = v1;
没有错误，而Vector<Object> v = new Vector<String>();是错的，不要在脑海里运行起来看，编译阶段和运行阶段的区别；
7.定义一个方法，打印任意参数化类型的集合中的所有数据
错误方法：
private static void printCollection(Collection<Object> cols) {
for (Object obj : cols) {
System.out.println(obj);
}
//cols.add("string");// 没错
//cols = new HashSet<Date>();// 会报错，不存在继承关系
}正确方式：
private static void printCollection(Collection<?> cols) {
for (Object obj : cols) {
System.out.println(obj);
}
// cols.add("string");//error,因为传进来可能任意类型，编译器禁止，添加何种类型都是错的
cols.size();
cols = new HashSet<Date>();// 相当于调用printCollection传递一个参数,?可以指向任何其他类型
}总结：
使用?通配符可以引用其他各种参数化的类型，?通配符定义的变量主要用作引用，可以调用与参数化无关的方法，不能调用与参数化有关的方法
8.泛型中的?通配符的扩展
限定通配符的上边界：
Vector<? extends Number> x = new Vector<Integer>();//right
Vector<? extends Number> x = new Vector<String>();//error
限定通配符的下边界：
Vector<? super Integer> x = new Vector<Number>();//right
Vector<? super Integer> x = new Vector<Byte>();//error
提示：
限定通配符总是包括自己
public class GenericTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.5之前用法示例，有两个不方便：要类型转换和可能转换出错
ArrayList collection1 = new ArrayList();
collection1.add(1);
collection1.add(1L);
collection1.add("abc");
// int i = (Integer) collection1.get(1);// ClassCastException
ArrayList<String> collection2 = new ArrayList<>();
// collection2.add(1);//编译出错
collection2.add("abc");
String element = collection2.get(0);// 无需进行类型转换
// 改写之前ReflectTest中的代码
Constructor<String> constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);
// 反射方式(详见doc 一目了然,不能是"abc"，要用到与StringBuffer相同类型的对象)
String str2 = constructor1.newInstance(/* "abc" */new StringBuffer("abc"));
System.out.println(str2.charAt(2));// c
ArrayList<Integer> collection3 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println(collection3.getClass() == collection2.getClass());// true
// collection3.add("abc");
collection3.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(collection3, "abc");// 不能是String.class
System.out.println(collection3.get(0));// abc
// printCollection(collection3);//(error,Collection<Object>=Collection<Integer>不存在继承关系)
printCollection(collection3);
// Class<Number> x = String.class.asSubclass(Number.class);
Class<?> y;
Class<String> x = null;// Class.forName("java.lang.String");
y = x;
// x = y;// 搞反了 不能把一个问号给具体的类型，但可以把一个具体的类型给一个问号
// 泛型集合的综合案例
Map<String, Integer> maps = new HashMap<String, Integer>();
maps.put("zxx", 28);
maps.put("lhm", 35);
maps.put("flx", 33);
// 遍历:maps.keySet()/maps.values()/maps.entrySet()/maps.entrySet().iterator();
Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = maps.entrySet();
for (Map.Entry<String, Integer> entry : entrySet) {
System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
}
// 自定义泛型方法及其应用
// 注意泛型方法的语法与类型推断(即最小公倍数)
add(3, 5);// Integer,Integer->T:Integer
Number x1 = add(3.5, 3);// float,integer->T:Number
Object x2 = add(3, "abc");// integer,string->T:Object
swap(new String[] { "abc", "xyz", "itcast" }, 1, 2);
// swap(new int[3],3,4);
// #编译错误 只有引用类型才能作为泛型方法的实际参数 不能是基本类型 add(3,5)可以是因为自动拆箱和装箱
// 编译器不会对new int[3]中的int进行自动拆箱和装箱，因为new int[3]已经是对象了
// 除了在应用泛型时可以使用extends限定符，在定义泛型时也可以使用extends限定符
// 例如，Class.getAnnotation方法的定义，并且可以用&来指定多个边界，
// 如<V extends Serializable & cloneable(同时是两个接口的子类)>void method();
// 普通方法、构造方法和静态方法都可以使用泛型，编译器也不允许创建类型变量的数组。
// 也可以用类型变量表示异常，称为参数化的异常，可以用于方法的throws列表中，但是不能用于catch子句中。
// private static <T extends Exception> sayHello() throws T{
// try{
// }catch(Exception e){
// throw (T)e;
// }
// }
// 在泛型中可以同时有多个类型参数，在定义它们的尖括号中用逗号分隔，如：
// public static <K,V> V getValue(K key){return map.get(key);}
// 写一个泛型方法，自动将Object类型的对象转换成其他类型
Object obj = "abc";
String xx = autoConvert(obj);// 可以根据返回值来确定返回的类型
// 写一个方法，将任意类型的数组中的所有元素填充为相应类型的某个对象
fillArray(new String[] { "a", "b" }, obj);
// 采用泛型方法打印任意参数化类型集合元素
Collection<String> coll = Arrays.asList("abc");
printCollection2(coll);// abc
// 与printCollection相比，前面前面的通配符方案要比泛型方法更有效，当一个类型变量用来表达
// 两个参数之间或者参数和返回值之间的关系时，即同一个类型变量在方法签名的两处被使用，
// 或者类型变量在方法体代码中也被使用而不是仅在签名的时候使用，才需要使用泛型方法。
copy1(new Vector<String>(), new String[10]);
copy2(new Date[10], new String[10]);// 此时是交集，最小公倍数
// copy1(new Vector<Date>(),new
// String[10]);//此时是指定T为Date(传递性)，String与Date对不上了，编译出错
// 说了这么多，只需要记住一点：在方法返回值之前用一个<>说明类型即可，简单吧
// 自定义泛型类:如果类的实例对象中的多处都要用到同一个泛型参数，即这些地方引用的泛型类型
// 要保持同一个实际类型时，这时候就要采用泛型类型的方式进行定义，也就是类级别的泛型，语法格式如下：
// public class GeneriDao<T>{
// private T field1;
// public void save(T obj){}
// public T getById(int id){}
// }
// 类级别的泛型是根据引用该类名时指定的类型信息来参数化类型变量的，例如，如下两种方式都可以：
// GenericDao<String> dao = null;
// new GenericDao<String>();
// 注意： 在对泛型类型进行参数化时，类型参数的实例必须是引用类型，不能是基本类型。
// 当一个变量被声明为泛型时，只能被实例变量和方法调用（还有内嵌类型），
// 而不能被静态变量和静态方法调用。因为静态成员是被所有参数化的类所共享的，所以静态成员不应该有类级别的类型参数。
GenericDao<ReflectPoint> dao = new GenericDao<ReflectPoint>();
dao.add(new ReflectPoint(3, 3));
// 通过反射获取泛型的参数化类型，如Vector<Date> v1 = new Vector<Date>();
Method applyMethod = GenericTest.class.getMethod("applyVector", Vector.class);
Type[] types = applyMethod.getGenericParameterTypes();
ParameterizedType pType = (ParameterizedType) types[0];
System.out.println(pType.getRawType());// class java.util.Vector
System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[0]);// class
// java.util.Date
}
// 与applyVector(Vector<Integer> v1)方法不是重载，类型擦除后就一样了,编译器禁止
public static void applyVector(Vector<Date> v1) {
// 没有办法从v1本身的字节码知道v1的泛型类型,但是把它当作一个方法的参数传递是就有办法了
}
// 把任意类型的数组复制到相应类型的集合中
public static <T> void copy1(Collection<T> dest, T[] src) {
for (T t : src) {
dest.add(t);
}
}
// 把任意类型的一个数组复制到另一个相应类型的数组中
public static <T> void copy2(T[] dest, T[] src) {
for (int i = 0; i < src.length; i++) {
dest[i] = src[i];
}
}
public static <T> void printCollection2(Collection<T> collection) {
for (T t : collection) {
System.out.println(t);
}
}
public static <T> void fillArray(T[] a, T obj) {
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = obj;
}
}
public static <T> T autoConvert(Object obj) {
return (T) obj;
}
// #交换数组中的两个元素位置的泛型方法
public static <T> void swap(T[] a, int i, int j) {
T temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
}
// 定义泛型方法：用于放置泛型的类型参数的尖括号应出现方法的其他所有修饰符之后和方法的返回类型之前,
// 也就是紧邻返回值之前。按照惯例，类型参数通常用单个大写字母表示
public static <T> T add(T x, T y) {
return null;
}
private static void printCollection(Collection<?> collection) {
// collection.add("abc");// error,这里放字符串，万一传进来的是Integer？所以不允许
// ?可以作为一个引用变量去引用一个类型，但是引用别人以后，不能调用一个与类型有关系的方法，调用size()是没问题的
System.out.println(collection.size());
for (Object obj : collection) {
System.out.println(obj);
}
}
}
public class GenericDao<T> {
// public static void add(T
// t){}静态方法不行的，GenericDao<ReflectDao>说明是对象(实例)里的类型是这个T
public void add(T t) {
}
public T findById(int id) {
return null;
}
public void delete(int id) {
}
public void delete(T obj) {
}
public void update(T obj) {
}
public T findByUserName(String name) {
return null;
}
public Set<T> findByConditions(String where) {
return null;
}
}
类型参数的类型推断
编译器判断泛型方法的实际类型参数的过程称为类型推断，类型推断是相对于知觉推断的，其实现方法是一种非常复杂的过程。
根据调用泛型方法时实际传递参数类型或返回值的类型来推断，具体规则如下：
- 当某个类型变量值在整个参数列表中的所有参数和返回值中的一处被应用类，那么根据调用方法时该处的实际应用类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，即直接根据调用方法时传递的参数类型或返回值来决定泛型参数的类型，例如：swap(new String[3],3,4) --> static <E> void swap(E[] a,int i,int j)
- 当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型都对应同一种类型来确定，，这很容易凭着感觉推断出来，例如：add(2,5) -->static <T> T add (T a, T b)
- 当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到类不同的类型，且没有使用返回值，这时候取多个参数中的最大交集类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Number了，编译没问题，只是运行时出问题：fill(new Integer[3],3.5f)-->static <T> void fill(T[], T v)//Integer∩Float = Number ,它们都是Number的子类
- 当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型，并且使用返回值，这时候优先考虑返回值的类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Integer了，编译将报告错误，将变量x的类型改为float，对比eclipse报告的错误提示，接着再将变量x类型改为Number，则没有了错误：int x = add(3,3.5f) -->static <T> T add(T a,T b)
