Java泛型基础入门

之前对java泛型这个知识点,都是一知半解,经过朋友推荐的文章和网上一些比较知名的博客的学习,终于有了一定的了解,今天简单写写一些自己的见解,借鉴一些前辈的文章,如果有错误,请及时指出,希望自己的文章对你们有所帮助。
理解最重要!!!
1.什么是泛型

Java泛型编程是JDK1.5版本后引入的。泛型让编程人员能够使用类型抽象,通常用于集合里面
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。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。
在使用泛型前,存入集合中的元素可以是任何类型的,当从集合中取出时,所有的元素都是Object类型,需要进行向下的强制类型转换,转换到特定的类型。而强制类型转换容易引起运行时错误。
泛型类型参数只能被类或接口类型赋值,不能被原生数据类型赋值,原生数据类型需要使用对应的包装类。
在Java 5之前,为了让类有通用性,往往将参数类型、返回类型设置为Object类型,当获取这些返回类型来使用时候,必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口,然后才可以调用对象上的方法。

我们来通过对比来看看使用泛型和不使用泛型的区别
例子:
不使用泛型

public class Test2{
privateObjectob;// 定义一个通用类型成员
publicTest2(Objectob) {
this.ob=ob;
}
publicObjectgetOb() {
returnob;
}
public voidsetOb(Objectob) {
this.ob=ob;
}
public voidshowTyep() {
System.out.println("T的实际类型是: "+ob.getClass().getName());
}
}
public class TestDemo2 {

    public static void main(String[] args) {

        // 定义类Gen2的一个Integer版本

        Test2 intOb = new Test2(new Integer(88));

        intOb.showTyep();

        int i = (Integer) intOb.getOb();

        System.out.println("value= " + i);

        System.out.println("---------------------------------");

        // 定义类Gen2的一个String版本

        Test2 strOb = new Test2("Hello Gen!");

        strOb.showTyep();

        String s = (String) strOb.getOb();

        System.out.println("value= " + s);

    }

}

运行结果

T的实际类型是: java.lang.Integer
value= 88
---------------------------------
T的实际类型是: java.lang.String
value= Hello Gen!

强制转换类型缺点
需要事先知道各个Object具体类型是什么,才能做出正确转换。
如果改用 Java5泛型来实现会更加简便。

接下来 让我们重构一下(使用泛型)

public class Test {

    private T ob; // 定义泛型成员变量
    
    public Test(T ob) {
        this.ob = ob;
    }

    public T getOb() {
        return ob;
    }

    public void setOb(T ob) {
        this.ob = ob;
    }
    public void showType() {
        System.out.println("T的实际类型是: " + ob.getClass().getName());
    }
}
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义泛型类Gen的一个Integer版本
        Test intOb = new Test<>(88) ;
        intOb.showType();

        int i = intOb.getOb();

        System.out.println("value= " + i);
        System.out.println("----------------------------------");

        // 定义泛型类Gen的一个String版本

        Test strOb = new Test<>("hello world");

        strOb.showType();

        String s = strOb.getOb();

        System.out.println("value= " + s);
    }
}

运行结果

T的实际类型是: java.lang.Integer
value= 88
---------------------------------
T的实际类型是: java.lang.String
value= Hello Gen!

运行的结果相同 但是泛型避免了强制转换类型,语法相对也更加简便

2.泛型类

不使用泛型

public class DoubleDemo {

    private Double x;

    public DoubleDemo(Double x) {
        this.x = x;
    }

    public Double getX() {
        return x;
    }

    public void setX(Double x) {
        this.x = x;
    }
}
public class StringDemo {

    private String x;

    public StringDemo(String x) {
        this.x = x;
    }

    public String getX() {
        return x;
    }

    public void setX(String x) {
        this.x = x;
    }
}
/**
 * Created by 10051 on 2017/9/21.
 * 因为上面的类中,成员和方法的逻辑都一样,就是类型不一样,因此考虑重构。
 * Object是所有类的父类,因此可以考虑用Object做为成员类型,这样就可以实现通用了,
 * 实际上就是“Object泛型”
 */
public class ObjectDemo {

    private Object x;

    public ObjectDemo(Object x) {
        this.x = x;
    }

    public Object getX() {
        return x;
    }

    public void setX(Object x) {
        this.x = x;
    }

}
/**
 * Created by 10051 on 2017/9/21.
 *
 * 解说:在Java 5之前,为了让类有通用性,往往将参数类型、返回类型设置为Object类型,
 * 当获取这些返回类型来使用时候,必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口,然后才可以调用对象上的方法。
 */
public class ObjectDemoDemo {

    public static void main(String args[]) {

        ObjectDemo strDemo = new ObjectDemo(new StringDemo("Hello Generics!"));

        ObjectDemo douDemo = new ObjectDemo(new DoubleDemo(new Double("33")));

        ObjectDemo objDemo = new ObjectDemo(new Object());

        // PS :必须将其“强制”转换为原有的类型或者接口,然后才可以调用对象上的方法
        System.out.println("strFoo.getX=" + (StringDemo) strDemo.getX());

        System.out.println("douFoo.getX=" + (DoubleDemo) douDemo.getX());

        System.out.println("objFoo.getX=" + objDemo.getX());

    }
}

使用了泛型

public class GenericsTest {
    private T x;

    public GenericsTest(T x) {
        this.x = x;
    }

    public T getX() {
        return x;
    }

    public void setX(T x) {
        this.x = x;
    }
}
public class GenericsTestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        GenericsTest strfoo = new GenericsTest<>("Hello Generics!");
        GenericsTest douFoo = new GenericsTest<>(new Double("33"));
        GenericsTest objFoo = new GenericsTest(new Object());

        System.out.println("strTest.getX=" + strfoo.getX());

        System.out.println("douTest.getX=" + douFoo.getX());

        System.out.println("objTest.getX=" + objFoo.getX());
    }
}
 
 

运行结果

strTest.getX=Hello Generics!
douTest.getX=33.0
objTest.getX=java.lang.Object@28d93b30

解释泛型类的语法:
使用来声明一个类型持有者名称,然后就可以把T当作一个类型代表来声明成员、参数和返回值类型。
当然T仅仅是个名字,这个名字可以自行定义。
class GenericsTest 声明了一个泛型类,这个T没有任何限制,实际上相当于Object类型,实际上相当于 class GenericsTest。
与Object泛型类相比,使用泛型所定义的类在声明和构造实例的时候,可以使用“<实际类型>”来一并指定泛型类型持有者的真实类型。类如
GenericsTest douTest=new GenericsTest(new Double("33"));
当然,也可以在构造对象的时候不使用尖括号指定泛型类型的真实类型,但是你在使用该对象的时候,就需要强制转换了。
实际上,当构造对象时不指定类型信息的时候,默认会使用Object类型,这也是要强制转换的原因.
3.泛型方法

public class Demo{
    public static  T test(T a){
        return a;
    }
}
/**
 * Created by 10051 on 2017/9/21.
 *
 * 是否拥有泛型方法,与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法,只需将泛型参数列表置于返回值前
 * 使用泛型方法时,不必指明参数类型,编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同,调用就像普通方法一样。
 *
 */
public class ExampleA {

    public  void f(T x) {

        System.out.println(x.getClass().getName());

    }

    public static void main(String[] args) {

        ExampleA ea = new ExampleA();

        ea.f(" ");

        ea.f(10);

        ea.f('a');

        ea.f(ea);

    }
}

是否拥有泛型方法,与其所在的类是否泛型没有关系。要定义泛型方法,只需将泛型参数列表置于返回值前

  • 使用泛型方法时,不必指明参数类型,编译器会自己找出具体的类型。泛型方法除了定义不同,调用就像普通方法一样。

需要注意
一个static方法,无法访问泛型类的类型参数,所以,若要static方法需要使用泛型能力,必须使其成为泛型方法。

4.规则限定
1、泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型。
2、同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的。
3、泛型的类型参数可以有多个。
4、泛型的参数类型可以使用extends语句,例如。习惯上称为“有界类型”。
5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class classType = Class.forName("java.lang.String");
5.高级应用
5.1限制泛型

/**
 * Created by 10051 on 2017/9/21.
 * 在上面的例子中,由于没有限制class GenericsTest类型持有者T的范围,实际上这里的限定类型相当于Object,这和“Object泛型”实质是一样的
 * 限制比如我们要限制T为集合接口类型。只需要这么做:
 * 1 class GenericsTest,这样类中的泛型T只能是Collection接口的实现类,传入非Collection接口编译会出错。
 * 2 注意:这里的限定使用关键字extends,后面可以是类也可以是接口。
 *   但这里的extends已经不是继承的含义了,应该理解为T类型是实现Collection接口的类型,或者T是继承了XX类的类型。
 */
public class CollectionGenTest {

    private T x;

    public CollectionGenTest(T x) {
        this.x = x;
    }

    public T getX() {
        return x;
    }

    public void setX(T x) {
        this.x = x;
    }
}
/**
 * Created by 10051 on 2017/9/21.
 * 当前看到的这个写法是可以编译通过,并运行成功。
 * 可是注释掉的两行加上就出错了,
 * 因为这么定义类型的时候,就限定了构造此类实例的时候T是确定的一个类型,
 * 这个类型实现了Collection接口,但是实现 Collection接口的类很多很多,如果针对每一种都要写出具体的子类类型,
 * 那也太麻烦了,我干脆还不如用Object通用一下。别急,泛型针对这种情况还有更好的解决方案,那就是“通配符泛型”。
 */
public class CollectionGenTestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        CollectionGenTest listTest= null;

        listTest = new CollectionGenTest(new ArrayList());



        // 需要将CollectionGenTest改为CollectionGenTest

        // CollectionGenTest listTest = null;

        // listTest=new CollectionGenTest(new ArrayList());

        System.out.println("实例化成功!");
    }
}

5.2 多接口限制

/**
 * 虽然Java泛型简单的用 extends 统一的表示了原有的 extends 和 implements 的概念,
 * 但仍要遵循应用的体系,Java 只能继承一个类,但可以实现多个接口,
 * 所以你的某个类型需要用 extends 限定,且有多种类型的时候,
 * 只能存在一个是类,并且类写在第一位,接口列在后面,也就是:
 * 
 *这里的例子仅演示了泛型方法的类型限定,对于泛型类中类型参数的限制用完全一样的规则,只是加在类声明的头部,如:
 */

public class Demo {
    // T类型就可以用Comparable声明的方法和Seriablizable所拥有的特性了
}

5.3 通配符泛型

为了解决类型被限制死了不能动态根据实例来确定的缺点,引入了“通配符泛型”,
针对上面的例子,使用通配泛型格式为,“?”代表未知类型,这个类型是实现Collection接口。那么上面实现的方式可以写为:


public class CollectionGenTestDemo {

    public static void main(String args[]) {

        CollectionGenTest listTest = null;

        listTest= new CollectionGenTest(new ArrayList());


        // CollectionGenTest listTest = null;

        // listTest=new CollectionGenTest(new ArrayList());

        System.out.println("实例化成功!");

    }

}

注意:
1、如果只指定了,而没有extends,则默认是允许Object及其下的任何Java类了。也就是任意类。
2、通配符泛型不单可以向下限制,如,还可以向上限制,如,表示类型只能接受Double及其上层父类类型,如Number、Object类型的实例。
3、泛型类定义可以有多个泛型参数,中间用逗号隔开,还可以定义泛型接口,泛型方法。这些都与泛型类中泛型的使用规则类似。

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