java - 泛型

java - 泛型

泛型说明

泛型（generics)是JDK5 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。

为什么要使用泛型

泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率

安全性

//集合未使用泛型
List list = new ArrayList();

list.add("smile");
list.add(30);//编译正常

//集合使用泛型
List<String> newList = new ArrayList();

newList.add("smile");
newList.add(30);//编译不正常

使用泛型后，定义好的集合newList在编译的时候，add(30)就会编译失败。

相当于告诉编译器每个集合接收的对象类型是什么，编译器在编译期就会做类型检查，告知是否插入了错误类型的对象，使程序更加安全，增强了程序的健壮性。

消除转换

//未使用泛型
List list = new ArrayList();

list.add("smile");
String name = (String) list.get(0);

//使用泛型
List<String> newList = new ArrayList();

newList.add("smile");
String newName = newList.get(0);

使用泛型的一个附带好处是，消除代码中许多强制类型转换，这使得代码更加可读，并减少出错机会

提升性能

在非泛型编程中，将简单的类型作为Object传递的时看会引起Boxing（装箱）和Unboxing（拆箱）操作，这两个过程都是具有很大开销的。引入泛型后，就不必进行Boxing和Unboxing操作了，所以运行效率相对较高，特别是在对集合操作非常频繁的系统中，这个特点带来的性能提升更加明显。

泛型变量固定了类型，使用的时候就已经知道是值类型还是引用类型，避免了不必要的装箱，拆箱操作。

重用性

提升了代码的重用性

使用泛型

泛型有三种使用方法

• 泛型类

  将泛型定义在类上

  public class className <T> {}
  

  泛型类型必须是引用类型（非基本数据类型）

  List<int> list = new ArrayList<>();//编译异常
  

  使用泛型的数组，不能初始化

  class GenericTest<T> {
      private T[] values;
  
      public void setValue(T value) {        
          this.values = new T[3];//编译异常
      }
  }
  
  //由于初始化的数组，需要开辟内存空间，在不清楚具体类型的时候，编译器无法开辟驻准确的空间大小
  

  静态方法中不能使用类的泛型

  class GenericTest<T> {
      private T value;
      
      public static void test(T value) {//编译异常
          System.out.println(value);
      }
  }
  
  //由于静态方法独属于类，而类的泛型属于声明后的对象
  

  静态属性中不能使用类的泛型

  class GenericTest<T> {
      private static T value;//编译异常
      
      public  GenericTest(T value) {
          System.out.println(value);
      }
  }
  
  //由于静态属性独属于类，而类的泛型属于声明后的对象
  

  定义泛型类，在类名后添加一对尖括号，并在尖括号中填写类型参数，参数可以有多个，多个参数使用,进行分隔

  public class className<T,E,V> {}
  

  通常类型参数我们都使用大写的单个字母表示：

  T: 任意类型type

  E:集合中元素类型 element

  K:key-value形式 key

  V:key-value形式 value

  泛型使用

  public class Generic{
      public static void main(String[] args) {
          GenericTest<String> generic = new GenericTest<>("smile");
  
          System.out.println(generic.getValue());
      }
  }
  
  //定义泛型
  class GenericTest<T> {
      private T value;
      
      public GenericTest(T value) {
          this.value = value;
      }
  
      public T getValue() {
          return value;
      }
  
      public void setValue(T value) {
          this.value = value;
      }
  }
  

• 泛型接口

  将泛型定义在接口上

  public interface interfaceName <T> {}
  

  泛型接口使用

  1. 继承使用

     interface GenericInterfaceA <T> {
         T run(T value);
     }
     
     //不指定泛型类，默认使用Object
     interface GenericInterfaceD extends GenericInterfaceA {
     
     }
     
     //继续使用父接口的泛型，不指定具体的泛型
     interface GenericInterfaceB<T> extends GenericInterfaceA<T> {
     }
     
     //指定具体的泛型类型
     interface GenericInterfaceC extends GenericInterfaceA<String> {
         
     }
     

  2. 实现使用

     //接口实现过程中，不指定具体的泛型类，默认使用Object
     class GenericClassA implements GenericInterfaceA{
         @Override
         public Object run(Object value) {
             return null;
         }
     }
     
     //接口实现过程中，指定具体的泛型类
     class GenericClassC implements GenericInterfaceA<String>{
         @Override
         public String run(String value) {
             return null;
         }
     }
     
     //接口继承的时候，已经指定接口继承泛型,不需要额外指定
     class GenericClassD implements GenericInterfaceC{
         @Override
         public String run(String value) {
             return null;
         }
     }
     

• 泛型方法

  将泛型定义在方法上

  public <T> returnType functionName(T variableName) {}
  

  泛型方法可以是普通方法，静态方法，或构造方法

  class GenericClassA implements GenericInterfaceA{
      @Override
      public Object run(Object value) {
          return null;
      }
  
      //构造方法
      public <T> GenericClassA(T name){
          System.out.println(name);
      }
  
      //普通方法
      public <T> void testA(T name) {
          System.out.println(name);
      }
  
      //静态方法
      public static <T> void testB(T name) {
          System.out.println(name);
      }
  }
  

  是否拥有泛型方法，与其所在的类是否是泛型没有关系

  使用泛型方法的时候，通常不必指明类型参数，因为编译器会为我们找出具体的类型。这称为类型参数推断（type argument inference）。类型推断只对赋值操作有效，其他时候并不起作用

  public class Generic{
      public static void main(String[] args) {
          GenericFunction genericFunction = new GenericFunction();
        	//会自动进行类型推断
          genericFunction.run("smile");
      }
  }
  
  class GenericFunction {
      public <T> void run(T name) {
          System.out.println(name);
      }
  }