泛型

一、泛型简介

1、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JDK 5.0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。
  • JDK 5.0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。

2、泛型的引入背景

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。

3、引入泛型的目的

  • 解决元素存储的安全性问题,好比商品、药品标签,不会弄错。
  • 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。

二、泛型在集合中的应用

应用一:TreeSet的自然排序

public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set = new TreeSet<>();//只能装Person
        set.add(new Person("Tom",12));
        set.add(new Person("jack",13));
        set.add(new Person("vv",12));
        for (Person person : set) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}
class Person implements Comparable{//泛型设置为Person
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    @Override
    public int compareTo(Person o) {//泛型定义为Person这里自动变为Person就不需要强转了
        if(this.getAge()!=o.getAge()){
            return this.getAge() - o.getAge();
        }else{
            return this.getName().compareTo(o.getName());
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

定制排序

public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set = new TreeSet<>(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                if(o1.getAge()!=o2.getAge()){
                    return o1.getAge() - o2.getAge();
                }else{
                    return o1.getName().compareTo(o2.getName());
                }
            }
        });
        set.add(new Person("Tom",12));
        set.add(new Person("Jack",13));
        set.add(new Person("Vv",12));
        for (Person person : set) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}
class Person{
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

应用二:HashMap中

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("Tom",26);
        map.put("Jarry",30);
        map.put("Bruce",28);
        map.put("Davie",60);
        //嵌套,Set里面放的是Entry,同时Entry也带泛型
        Set> entries = map.entrySet();
        Iterator> iterator = entries.iterator();

        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry entry = iterator.next();
            String key = entry.getKey();
            Integer value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"  "+value);
        }
  • 集合接口或集合类在JDK 5.0时都修改为带泛型的结构。
  • 在实例化集合类时,可以指明具体的泛型类型
  • 指明完以后,在集合类或接口中凡是定义类或接口时,内部结构(比如:方法、构造器、属性等)使用到类的泛型的位置,都指定为实例化的泛型类型。
  • ​    比如:add(E e) --->实例化以后:add(Integer e)
  • 注意点:泛型的类型必须是类,不能是基本数据类型。需要用到基本数据类型的位置,拿包装类替换
  • 如果实例化时,没有指明泛型的类型。默认类型为java.lang.Object类型。

List list1 = null;

List  list2 = new ArrayList();

此时的list1和list2的类型不具子父类关系

不能赋值 list1 = list2;

 

三、自定义泛型结构

泛型类、泛型接口、泛型方法

1、泛型的声明

  • interface List 和 class GenTest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:

  • 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

  • 泛型类的构造器如下: public GenericClass(){}

    而下面是错误的: public GenericClass{}

  • 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。

  • 泛型不同的引用不能相互赋值。

    尽管在编译时 ArrayList和ArrayList是两种类型,但是,在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。

  • 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。

    建议:泛型要使用一路都用。要不用,一路都不要用。

  • 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。

  • JDK 7.0,泛型的简化操作: ArrayListfirst= new ArrayList<>();(类型推断)

  • 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

  • 异常类不能是泛型的

  • 不能使用new E[]。但是可以:E[] elements= (E[])new Object[capacity];

  • 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
      • 没有类型---擦除
      • 具体类型
    • 子类保留父类的泛型:泛型子类
      • 全部保留
      • 部分保留

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 {
}

/**
 * 定义泛型子类Son
 * 情况一:继承泛型父类后不保留父类的泛型
 */
//1.没有指明类型  擦除
class Son1 extends Father {//等价于class Son1 extends Father{}
}

//2.指定具体类型,可以使用自动定义的泛型A,B
class Son2 extends Father {
}

/**
 * 定义泛型子类Son
 * 情况二:继承泛型父类后保留泛型类型
 */
//1.全部保留,并且可以额外使用泛型A,B
class Son3 extends Father {
}

//2.部分保留
class Son4 extends Father{
}

3、自定义泛型类 

public class Generic{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

4、自定义泛型接口

//定义一个泛型接口
public interface Generator {
    public T next();
}
/**
 * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
 * 即:class FruitGenerator implements Generator{
 * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator,编译器会报错:"Unknown class"
 */
class FruitGenerator implements Generator{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}
/**
 * 传入泛型实参时:
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator
 * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即:Generator,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

5、自定义泛型方法

  • 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:在方法中出现了泛型的结构,泛型参数与类的泛型参数没有任何关系。
//换句话说,泛型方法所属的类是不是泛型类都没有关系。
//泛型方法,可以声明为静态的。
// 原因:泛型参数是在调用方法时确定的。并非在实例化类时确定。
public static  List copyFromArryToList(E[] arr) {
    ArrayList list = new ArrayList<>();
    for (E e : list) {
        list.add(e);
    }
    return list;
}

四、通配符

1、通配符的使用

  • 使用类型通配符:?
  • 比如:List,Map
  • List是List、List等各种泛型List的父类。
  • 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
  • 不可以写入list中的元素。因为我们不知道c的元素类型,我们不能向其中添加对象。 除了添加null之外。
  • 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。
  •  @Test
        public void test3(){
            List list1 = null;
            List list2 = null;
    
            List list = null;
    
            list = list1;
            list = list2;
            //编译通过
            print(list1);
            print(list2);
    
            List list3 = new ArrayList<>();
            list3.add("AA");
            list3.add("BB");
            list3.add("CC");
            list = list3;
            //添加(写入):对于List就不能向其内部添加数据。
            //除了添加null之外。
            //        list.add("DD");
            //        list.add('?');
    
            list.add(null);
    
            //获取(读取):允许读取数据,读取的数据类型为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);
            }
        } 
      

    注意:

    //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();

     2、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:

      • (无穷小, Number]

        只允许泛型为Number及Number子类的引用调用

      • [Number,无穷大)

        只允许泛型为Number及Number父类的引用调用

      • 只允许泛型为实现 Comparable接口的实现类的引用调用

    五、泛型练习

    泛型_第1张图片

    interface Info{//只有此接口的子类才表示人的信息
    }
    //联系方式的类
    class Contact implements Info{
        private String address;
        private String telephone;
        private String zipcode;//邮政编码
    
        public Contact(String address, String telephone, String zipcode) {
            this.address = address;
            this.telephone = telephone;
            this.zipcode = zipcode;
        }
    
        public String getAddress() {
            return address;
        }
    
        public void setAddress(String address) {
            this.address = address;
        }
    
        public String getTelephone() {
            return telephone;
        }
    
        public void setTelephone(String telephone) {
            this.telephone = telephone;
        }
    
        public String getZipcode() {
            return zipcode;
        }
    
        public void setZipcode(String zipcode) {
            this.zipcode = zipcode;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Contact{" +
                    "address='" + address + '\'' +
                    ", telephone='" + telephone + '\'' +
                    ", zipcode='" + zipcode + '\'' +
                    '}';
        }
    }
    //基本信息
    class Introduction implements Info{
        private String name;
        private String sex;
        private int age;
    
        public Introduction(String name, String sex, int age) {
            this.name = name;
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public String getSex() {
            return sex;
        }
    
        public void setSex(String sex) {
            this.sex = sex;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Introduction{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", sex='" + sex + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }
    class Person{
        private T info;
    
        public Person(T info) {
            this.info = info;
        }
    
        public T getInfo() {
            return info;
        }
    
        public void setInfo(T info) {
            this.info = info;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person{" +
                    "info=" + info +
                    '}';
        }
    }
    public class Main{
        public static void main(String[] args) {
            Person per1 = new Person<>(new Contact("成都市","66666","123456"));
            System.out.println(per1);
    
            Person per2 = new Person<>(new Introduction("Vv","男",19));
            System.out.println(per2);
        }
    }
    /*
              へ     /|
           /\7    ∠_/
           / │   / /
          │ Z _,< /   /`ヽ
          │     ヽ   /  〉
          Y     ` ヽ  /  /
          イ ● 、 ●  ⊂⊃〈  /
          () へ     | \〈
           >ー 、_  ィ  │ //
           / へ   / ノ | \\
           ヽ_ノ  (_/  │//
            7      |/
            >―r ̄ ̄`ー―_
     */
    

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