Java进阶必看100条（四）

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）。

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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。

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3、在集合中使用泛型之前的情况：

  @Test
  public void test1(){
      ArrayList list = new ArrayList();
      //需求：存放学生的成绩
      list.add(78);
      list.add(76);
      list.add(89);
      list.add(88);
      //问题一：任何类型都可以添加到集合中，类型不安全
	  //list.add("Tom");

      for(Object score : list){
          //问题二：强转时，可能出现ClassCastException
          int stuScore = (Integer) score;
          System.out.println(stuScore);
      }
  }

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4、在集合中使用泛型的情况：以ArrayList为例

@Test
public void test2(){
  ArrayList<Integer> list =  new ArrayList<Integer>();

   list.add(78);
   list.add(87);
   list.add(99);
   list.add(65);
   //编译时，就会进行类型检查，保证数据的安全
//        list.add("Tom");

   //方式一：
//        for(Integer score : list){
//            //避免了强转操作
//            int stuScore = score;
//            System.out.println(stuScore);
//        }
   //方式二：
   Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
   while(iterator.hasNext()){
       int stuScore = iterator.next();
       System.out.println(stuScore);
   }
}

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5、集合中使用泛型总结：

• ① 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。
• ② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型
• ③ 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)
• ④ 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
• ⑤ 如果实例化时，没指明泛型的类型。默认类型为java.lang.Object类型。

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6、自定义泛型类

public class Order<T> {
    String orderName;
    int orderId;
    //类的内部结构就可以使用类的泛型
    T orderT;

    public Order(){
        //编译不通过
		//T[] arr = new T[10];
        //编译通过
        T[] arr = (T[]) new Object[10];
    }

    public Order(String orderName,int orderId,T orderT){
        this.orderName = orderName;
        this.orderId = orderId;
        this.orderT = orderT;
    }

    //如下的三个方法都不是泛型方法
    public T getOrderT(){
        return orderT;
    }

    public void setOrderT(T orderT){
        this.orderT = orderT;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderName='" + orderName + '\'' +
                ", orderId=" + orderId +
                ", orderT=" + orderT +
                '}';
    }
    
//静态方法中不能使用类的泛型。
//因为在造对象时才确定泛型，static是加载类时就需要加载该方法，但是泛型还不确定
//    public static void show(T orderT){
//        System.out.println(orderT);
//    }

	//异常类不能声明为泛型类
    public void show(){
        //编译不通过
//        try{
//        }catch(T t){
//        }
    }

//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 <E>  List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){
        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;
    }
}

子类继承父类时，若泛型已经确定，则子类就不是泛型类了。否则还是泛型类

//SubOrder:不是泛型类
public class SubOrder extends Order<Integer> {
    public static <E> List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){
        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;
    }
}

//SubOrder1:仍然是泛型类
public class SubOrder1<T> extends Order<T> {
}

@Test
public void test2(){
   SubOrder sub1 = new SubOrder();
   //由于子类在继承带泛型的父类时，指明了泛型类型。
   //则实例化子类对象时，不再需要指明泛型。
   //SubOrder sub1 = new SubOrder(); 编译不通过
   sub1.setOrderT(1122);

   SubOrder1<String> sub2 = new SubOrder1<>();
   sub2.setOrderT("order2...");

   ArrayList<String> list1 = null;
   ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
   //泛型不同的引用不能相互赋值。
   // list1 = list2;
}

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7、泛型在继承上的体现
1. 泛型在继承方面的体现

虽然类A是类B的父类，但是List 和List二者不具备子父类关系，二者是并列关系。参考test1()

补充：类A是类B的父类，List 是 ArrayList 的父类 。参考test2()

    @Test
    public void test1(){
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();
        //此时的list1和list2的类型不具有子父类关系，编译不通过
		//list1 = list2;
        /*
        反证法：
        假设list1 = list2;//list1也指向list2，添加的数据类型不一致
        list1.add(123);导致混入非String的数据。出错。
         */
        //调用同一个方法就要重载，不方便。解决方法：使用通配符“?”
        show(list1);
        show1(list2);
    }
    public void show(List<Object> list){

    }
 	public void show1(List<String> list){

    }
    
    @Test
    public void test2(){
        AbstractList<String> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        ArrayList<String> list3 = null;

		//具有子父类关系
        list1 = list3;
        list2 = list3;

        List<String> list4 = new ArrayList<>();
    }

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8、通配符的使用

通配符：?
类A是类B的父类，List<A>和List<B>是没有关系的，二者共同的父类是：List<?>
    @Test
    public void test3(){
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        List<?> list = null;

        list = list1;
        list = list2;
        //编译通过
        print(list1);
        print(list2);
     
        List<String> 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);
        }
    }

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9、有限制条件的通配符的使用
? extends A:
G 可以作为G和G的父类，其中B是A的子类

? super A:
G 可以作为G和G的父类，其中B是A的父类

    @Test
    public void test4(){

        List<? extends Person> list1 = null;//<=Person
        List<? super Person> list2 = null;//>=Person

        List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
        List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
        List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();

        list1 = list3;
        list1 = list4;
//      list1 = list5;  //不能指向比Person还高一级的对象

//      list2 = list3;  //不能指向比Person还低一级的对象
        list2 = list4;
        list2 = list5;

        //读取数据：
        list1 = list3;
        Person p = list1.get(0);
        //编译不通过，最小也要Person接收，Object可以
        //Student s = list1.get(0);

        list2 = list4;
        Object obj = list2.get(0);
        //编译不通过，有可能比Person还大，干脆用Objiect
//      Person obj = list2.get(0);

        //写入数据：
        //编译不通过，"?"有可能是Student类的子类，子类不能添加父类的数据
        //也就是父类给之类赋值，向下转型不安全。
//      list1.add(new Student());

        //编译通过，比Person还大的类都可以，子类中可以添加父类，向上转型。
        list2.add(new Person());
        list2.add(new Student());
    }

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10、泛型使用的注意点：