Java知識梳理之泛型用法詳解
泛型
背景：
從JDK 5.0以後，Java引入瞭“參數化類型(Parameterized type)”的概念，允許我們在創建集合時再指定集合元素的類型，正如:List ，這表明該List隻能保存字符串類型的對象。
作用
解決元素存儲的安全性問題，好比商品、藥品標簽，不會弄錯。
解決獲取數據元素時，需要類型強制轉換的問題，好比不用每回拿商品、藥品都要辨別。
@Test
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
//需求：存放學生的成績
list.add(78);
list.add(76);
list.add(89);
list.add(88);
//問題一：類型不安全
// list.add("Tom");
for(Object score : list){
//問題二：強轉時，可能出現ClassCastException
int stuScore = (Integer) score;
System.out.println(stuScore);
}
}
//在集合中使用泛型，以ArrayList為例
@Test
public void test1(){
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("AAA");
list.add("BBB");
list.add("FFF");
list.add("EEE");
list.add("CCC");
//遍歷方式一：
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println("-------------");
//便利方式二：
for (String str:
list) {
System.out.println(str);
}
}
集合中泛型
① 集合接口或集合類在JDK 5.0時都修改為帶泛型的結構。
② 在實例化集合類時，可以指明具體的泛型類型
③ 指明完以後，在集合類或接口中凡是定義類或接口時，內部結構（比如：方法、構造器、屬性等）使用到類的泛型的位置，都指定為實例化的泛型類型。
比如：add(E e) —>實例化以後：add(Integer e)
④ 註意點：泛型的類型必須是類，不能是基本數據類型。需要用到基本數據類型的位置，拿包裝類替換
⑤ 如果實例化時，沒有指明泛型的類型。默認類型為 java.lang.Object 類型
說明
1.泛型類可能有多個參數，此時應將多個參數一起放在尖括號內。比如<E1,E2,E3>
2.泛型類的構造器如下： public GenericClass(){}
而下面是錯誤的： public GenericClass<E>{}
3.實例化後，操作原來泛型位置的結構必須與指定的泛型類型一致。
4.泛型不同的引用不能相互賦值。
盡管在編譯時 ArrayList和ArrayList是兩種類型，但是，在運行時隻有一個ArrayList被加載到JVM中。
5.泛型如果不指定，將被擦除，泛型對應的類型均按照Object處理，但不等價於Object。
建議：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。
6.如果泛型結構是一個接口或抽象類，則不可創建泛型類的對象。
7.JDK 7.0，泛型的簡化操作： ArrayList<Fruit>first= new ArrayList<>();（類型推斷）
8.泛型的指定中不能使用基本數據類型，可以使用包裝類替換。
9.在類/接口上聲明的泛型，在本類或本接口中即代表某種類型，可以作為非靜態屬性的類型、非靜態方法的參數類型、非靜態方法的返回值類型。但在靜態方法中不能使用類的泛型。
10.異常類不能是泛型的。
11.不能使用 new E[]。但是可以：E[] elements= (E[])new Object[capacity];
參考：ArrayList源碼中聲明：Object[] elementData，而非泛型參數類型數組。
12.父類有泛型，子類可以選擇保留泛型也可以選擇指定泛型類型
子類不保留父類的泛型：按需實現
- 沒有類型—擦除
- 具體類型
子類保留父類的泛型：泛型子類
- 全部保留
- 部分保留
結論：子類必須是“富二代”，子類除瞭指定或保留父類的泛型，還可以增加自己的泛型
自定義泛型
泛型類、泛型接口、泛型方法
泛型的聲明
interface List<T> 和 class GenTest<K,V> 其中，T，K，V，不代表值，而是表示類型。這裡使用任意字母都可以。
常用T表示，是Type的縮寫。
泛型的實例化
一定要在類名後面指定類型參數的值（類型）。如：
List<String> strList =new ArrayList<String>(); Iterator<Customer> iterator = customers.iterator();
T隻能是類，不能用基本數據類型填充。但可以使用包裝類填充
把一個集合中的內容限制為一個特定的數據類型，這就是 generics背後的核心思想
//JDK 5.0以前
Comparable c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");
//JDK 5.0以後
Comparable <Date> c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");
自定義泛型類
代碼示例：
/**
* 自定義泛型類Order
*/
class Order<T> {
private String orderName;
private int orderId;
//使用T類型定義變量
private T orderT;
public Order() {
}
//使用T類型定義構造器
public Order(String orderName, int orderId, T orderT) {
this.orderName = orderName;
this.orderId = orderId;
this.orderT = orderT;
}
//這個不是泛型方法
public T getOrderT() {
return orderT;
}
//這個不是泛型方法
public void setOrderT(T orderT) {
this.orderT = orderT;
}
//這個不是泛型方法
@Override
public String toString() {
return "Order{" +
"orderName='" + orderName + '\'' +
", orderId=" + orderId +
", orderT=" + orderT +
'}';
}
// //靜態方法中不能使用類的泛型。
// public static void show(T orderT){
// System.out.println(orderT);
// }
// //try-catch中不能是泛型的。
// public void show(){
// try {
//
// }catch (T t){
//
// }
// }
//泛型方法：在方法中出現瞭泛型的結構，泛型參數與類的泛型參數沒有任何關系。
//換句話說，泛型方法所屬的類是不是泛型類都沒有關系。
//泛型方法，可以聲明為靜態的。
// 原因：泛型參數是在調用方法時確定的。並非在實例化類時確定。
public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for (E e :
list) {
list.add(e);
}
return list;
}
}
自定義泛型接口
代碼示例：
/**
* 自定義泛型接口
*/
public interface DemoInterface <T> {
void show();
int size();
}
//實現泛型接口
public class Demo implements DemoInterface {
@Override
public void show() {
System.out.println("hello");
}
@Override
public int size() {
return 0;
}
}
@Test
//測試泛型接口
public void test3(){
Demo demo = new Demo();
demo.show();
}
自定義泛型方法
方法，也可以被泛型化，不管此時定義在其中的類是不是泛型類。在泛型方法中可以定義泛型參數，此時，參數的類型就是傳入數據的類型。
泛型方法的格式： [訪問權限]<泛型>返回類型 方法名(泛型標識 參數名稱])拋出的異常
泛型方法聲明泛型時也可以指定上限
泛型方法聲明泛型時也可以指定上限
代碼示例：
//泛型方法：在方法中出現瞭泛型的結構，泛型參數與類的泛型參數沒有任何關系。
//換句話說，泛型方法所屬的類是不是泛型類都沒有關系。
//泛型方法，可以聲明為靜態的。
// 原因：泛型參數是在調用方法時確定的。並非在實例化類時確定。
public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for (E e :
list) {
list.add(e);
}
return list;
}
通配符
1.通配符的使用
使用類型通配符：?
比如：List<?>，Map<?,?>
List<?> 是 List<String>、List<Object> 等各種泛型 List 的父類。
讀取 List<?> 的對象list中的元素時，永遠是安全的，因為不管list的真實類型是什麼，它包含的都是Object
寫入list中的元素時，不可以。因為我們不知道c的元素類型，我們不能向其中添加對象。 除瞭添加null之外。
說明：
將任意元素加入到其中不是類型安全的
Collection<?> c = new ArrayList<String>()
c.add(new Object());//編譯時錯誤
因為我們不知道c的元素類型，我們不能向其中添加對象。add 方法有類型參數 E 作為集合的元素類型。我們傳給add的任何參數都必須是一個已知類型的子類。因為我們不知道那是什麼類型，所以我們無法傳任何東西進去。
唯一的例外的是 null，它是所有類型的成員。
我們可以調用 get() 方法並使用其返回值。返回值是一個未知的類型，但是我們知道，它總是一個Object。
代碼示例:
@Test
public void test3(){
List<Object> list1 = null;
List<String> list2 = null;
List<?> list = null;
list = list1;
list = list2;
//編譯通過
// print(list1);
// print(list2);
//
List<String> list3 = new ArrayList<>();
list3.add("AA");
list3.add("BB");
list3.add("CC");
list = list3;
//添加(寫入)：對於List<?>就不能向其內部添加數據。
//除瞭添加null之外。
// list.add("DD");
// list.add('?');
list.add(null);
//獲取(讀取)：允許讀取數據，讀取的數據類型為Object。
Object o = list.get(0);
System.out.println(o);
}
public void print(List<?> list){
Iterator<?> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}
}
2.註意點
//註意點1：編譯錯誤：不能用在泛型方法聲明上，返回值類型前面<>不能使用?
public static <?> void test(ArrayList<?> list){
}
//註意點2：編譯錯誤：不能用在泛型類的聲明上
class GenericTypeClass<?>{
}
//註意點3：編譯錯誤：不能用在創建對象上，右邊屬於創建集合對象
ArrayList<> list2 new ArrayList<?>();
3.有限制的通配符
1.<?>：允許所有泛型的引用調用
2.通配符指定上限
上限 extends：使用時指定的類型必須是繼承某個類，或者實現某個接口，即 <=
3.通配符指定下限
下限 super：使用時指定的類型不能小於操作的類，即 >=
4.舉例：
<?extends Number>（無窮小， Number\]
隻允許泛型為Number及Number子類的引用調用
<?super Number>\[Number，無窮大）
隻允許泛型為Number及Number父類的引用調用
<? extends Comparable>
隻允許泛型為實現 Comparable接口的實現類的引用調用
代碼示例：
@Test
public void test4(){
List<? extends Person> list1 = null;
List<? super Person> list2 = null;
List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();
list1 = list3;
list1 = list4;
// list1 = list5;
// list2 = list3;
list2 = list4;
list2 = list5;
//讀取數據：
list1 = list3;
Person p = list1.get(0);
//編譯不通過
//Student s = list1.get(0);
list2 = list4;
Object obj = list2.get(0);
編譯不通過
// Person obj = list2.get(0);
//寫入數據：
//編譯不通過
// list1.add(new Student());
//編譯通過
list2.add(new Person());
list2.add(new Student());
}
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