Java - 泛型

一、什么是泛型？

一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的
代码，这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。----- 来源《Java编程思想》对泛型的介绍。
泛型是在JDK1.5引入的新的语法，通俗讲，泛型：就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化

这一节比较难，主要是以看得懂源码为主。

二、引出泛型

实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值。

所以，泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象。让编译器去做检查。此时，就需要把类型，作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型。

2.1、语法

class 泛型类名称<类型形参列表> {
	// 这里可以使用类型参数
}

class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
	
}

class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {
	// 这里可以使用类型参数
}

class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {
	// 可以只使用部分类型参数
}

所以最终的代码如下：

class MyArray<T>{
    public T[] array = (T[])new Object[10];

    public void set(int pos, T val){
        array[pos] = val;
    }

    public T get(int pos){
        return array[pos];
    }
}

public class TestDome {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<String> myArray = new MyArray<String>();
        myArray.set(0,"asde");
        myArray.set(1,"asd");
        String ret1 = myArray.get(1);
    }
}

代码解释：

类名后的代表占位符，表示当前类是一个泛型类
了解：【规范】类型形参一般使用一个大写字母表示，常用的名称有：
E 表示 Element
K 表示 Key
V 表示 Value
N 表示 Number
T 表示 Type
S, U, V 等等 - 第二、第三、第四个类型
不能new泛型类型的数组：例如，public T[] array = new T[10];
T[] array = (T[])new Object[10];是否就足够好，答案是未必的。这块问题一会儿介绍

三、泛型如何编译的

3.1、擦除机制

那么，泛型到底是怎么编译的？这个问题，也是曾经的一个面试问题。泛型本质是一个非常难的语法，要理解好他还是需要一定的时间打磨。

找到字节码文件，按住shift，鼠标右键，打开powerShell窗口
通过命令：javap -c 查看字节码文件，所有的T都是Object。

在编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制。

Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息。
有关泛型擦除机制的文章截介绍：https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375

3.2、为什么不能实例化泛型类型数组

class MyArray<T>{
    public T[] array = (T[])new Object[10];

    public void set(int pos, T val){
        array[pos] = val;
    }

    public T get(int pos){
        return array[pos];
    }

    public T[] getArray() {
        return array;
    }
}

public class TestDome {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>();
        Integer[] strings = myArray1.getArray();
    }
}

替换后的方法为：将Object[]分配给Integer[]引用，程序报错

数组和泛型之间的一个重要区别是它们如何强制执行类型检查。具体来说，数组在运行时存储和检查类型信息。然而，泛型在编译时检查类型错误。
通俗讲就是：返回的Object数组里面，可能存放的是任何的数据类型，可能是String，可能是Person，运行的时候，直接转给Intefer类型的数组，编译器认为是不安全的。

正确的方式：【了解即可】
通过反射创建，指定类型的数组

class MyArray<T> {
    public T[] array;
    
    public MyArray() {
    } 
    /**
     * 通过反射创建，指定类型的数组
     * @param clazz
     * @param capacity
     */
    public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {
        array = (T[]) Array.newInstance(clazz, capacity);
    }
    public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setVal(int pos,T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
    public T[] getArray() {
        return array;
    }
}

四、泛型的上界

在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束。

4.1、语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
	...
}

4.2、示例

class MyArrayList<T extends Number>{
	
}

说明：< T extends Number > 此时的这个泛型的参数可以使Number或者Number的子类
只接受 Number 的子类型作为 T 的类型实参

**了解：如果没有指定类型边界 T，可以视为 T extends Object
泛型没有下界
**

4.3、泛型方法

示例：写一个泛型类，找出数组中最大的数

class Alg<T extends Comparable<T>>{
    public T FindMax(T[] array){
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            //这里为什么会报错？？？？
            if(max.compareTo(array[i]) < 0){
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Alg<Integer> alg = new Alg<>();
        Integer[] array = {10,2,8,36};
        System.out.println(alg.FindMax(array));
    }
}

上面实现的泛型方法在调用的时候都要new对象，不然级就不能调用这个泛型方法，此时我们在这个方法上加上static，就成为了静态方法，直接使用类名来调用，但是在写法上面有一点区别

class Alg2{
    public static <T extends Comparable<T>> T FindMax(T[] array){
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
       
            if(max.compareTo(array[i]) < 0){
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] array = {10,2,8,36};
        System.out.println(Alg2.FindMax(array));
    }
}

五、泛型中的父子类关系

public class MyArrayList<E> { ... }
// MyArrayList