Java 泛型详解笔记(Generic) ＜?＞

痛定思痛。 2022-12-20 06:12 164阅读 0赞

> 遇到布懂的就收藏下来，学完一遍后返回再看一遍就好了，加油！

## 一、Java泛型是什么 ##

> Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性,

泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数，然后在使用的时候/调用的时传入具体的类型。

## 二、泛型有什么用 ##

> 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。

在Java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。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。

如下代码中，不使用泛型：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Iterator;
    
    /** * 需求：collection集合存储字符串并遍历 */
    public class GenericDemo01 { 
        public static void main(String[] args) { 
            Collection c=new ArrayList();
            //添加元素
            c.add("Hello");
            c.add("World");
            c.add("Algorithm");
            //添加不同类型的元素
            c.add(100);
            //遍历集合
    //这样是正确的：
    // Iterator it=c.iterator();
    // while(it.hasNext()){ 
    // Object obj=it.next();
    // System.out.println(obj);
    // }
    //这样是错误的：
            Iterator it=c.iterator();
            while(it.hasNext()){ 
                String s=(String)it.next();//ClassCastException
                System.out.println(s);
                //上面添加类型时可以任意添加，但是在我们写代码的时候可能只是以为只有String一种类型，这时就会出现类型转化异常
            }
    /*错误的输出： Hello World Algorithm Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String at com.ArrayListTest.GenericDemo01.main(GenericDemo01.java:28) */
        }
    }

使用泛型后的对比：

泛型可以用在类、方法和接口中，分别被称为泛型类、泛型方法和泛型接口。  
**好处：** 把运行期的问题提前到编译器，避免强制类型转换。

## 三、泛型定义格式 ##

<类型> ：指一种类型的格式。这里的类型可以看成形参  
<类型1，类型2…> ：指多种类型的格式，多种类型之间用逗号隔开。这里的类型可以看成形参。  
举例：

Collection<String> c=new ArrayList<String>();
    
    HashMap<String,String> hm=new HashMap<String,String>();

**泛型具体应用：**

**1. 泛型方法**  
定义格式：修饰符 <类型> 返回值类型 方法名 （类型 变量名）

eg:public  <T> void show(T  t){   }

*  *所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前*
 *  *每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。*
 *  *泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。*

实例：

public class GenericMethodTest { 
        // 泛型方法 printArray
        public static < E > void printArray( E[] inputArray )
        { 
            // 输出数组元素
            for ( E element : inputArray ){ 
                System.out.printf( "%s ", element );
            }
            System.out.println();
        }
        public static void main(String[] args) { 
            // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
            Integer[] intArray = {  1, 2, 3, 4, 5 };
            Double[] doubleArray = {  1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
            Character[] charArray = {  'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };
            System.out.println( "整型数组元素为:" );
            printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组
            System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
            printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组
    
            System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
            printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
        }
    }

**2. 泛型类**

*  *泛型类的声明和非泛型类的声明类似，除了在类名后面添加了类型参数声明部分。*
 *  *和泛型方法一样，泛型类的类型参数声明部分也包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。*

下面用一个实例来说明泛型类的定义格式：

public class Box<T> { 
        private T t;
    
        public void add(T t) { 
            this.t = t;
        }
    
        public T get() { 
            return t;
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
            Box<String> stringBox = new Box<String>();
    
            integerBox.add(new Integer(11));
            stringBox.add(new String("泛型类定义"));
    
            System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
            System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
        }
    }

**3. 泛型接口**  
定义格式：修饰符 interface 接口名<类型>\{ \}

示例：public interface Generic<T>{  }

具体实现可以参照List接口的实现类

如下实例:  
定义一个接口Generic

public interface Generic<T> { 
        void show(T t);
    }

一个实现类：

public class GenericImol<T> implements Generic<T> { 
        @Override
        public void show(T t) { 
            System.out.println(t);
        }
    }

一个测试类：

public class GenericDemo { 
        public static void main(String[] args) { 
            Generic<String> g1=new GenericImol<String>();
            g1.show("泛型接口示例");
    
            Generic<Integer> g2=new GenericImol<Integer>();
            g2.show(666);
    
            Generic<Double> g3=new GenericImol<Double>();
            g3.show(66.6);
        }
    }

## **类型通配符** ##

**类型通配符： <?>**

1.  如：List<?> 表示类型未知的List 。它的元素可以匹配任意类型。  
    说明：带通配符的List仅表示是List,List 等所有List<具体类型实参>的父类。

如下实例：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class GenericDemo02 { 
        public static void main(String[] args) { 
            List<String> name=new ArrayList<>();
            List<Integer> age=new ArrayList<>();
            List<Number> number=new ArrayList<>();
    
            name.add("Generic");
            age.add(666);
            number.add(111);
    
            getData(name);
            getData(age);
            getData(number);
        }
        public static void getData(List<?> data){ 
            System.out.println("data:"+data.get(0));
        }
    }

getData的参数是List类型的，所以当name，age，number作为方法实参只因为通配符的作用。

1.  如果不希望List<?>是任何泛型List的父类，只希望它代表一类泛型 list 的父类，可以使用类型通配符的上限

**类型通配符上限：<? extends 类型>**

例如：List<? extends Number> 表示的类型是Number或其子类型。

**类型通配符下限： <? super 类型>**

例如：List<? super Number> 表示的类型是Number或其父类型。

实例演示：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    public class GenericDemo03 { 
        public static void main(String[] args) { 
            //类型通配符 <?>
            List<?> list1=new ArrayList<Object>();
            List<?> list2=new ArrayList<Number>();
            List<?> list3=new ArrayList<Integer>();
            //类型通配符上限 <?>
            //List<? extends Number> list4=new ArrayList<Object>();//会报错
            List<? extends Number> list5=new ArrayList<Integer>();
            List<? extends Number> list6=new ArrayList<Double>();
            List<? extends Number> list7=new ArrayList<Number>();
            //类型通配符下限
            //List<? super Number> list8=new ArrayList<Integer>();//会报错
            List<? super Number> list9=new ArrayList<Number>();
            List<? super Number> list10=new ArrayList<Object>();
    
        }
    }