Java基础 泛型1

泛型的理解和好处

1、请编写程序,在ArrayList中,添加3个Dog对象

2、Dog对象含有name和age,并输出name和age(要求使用getXXX())

使用传统方法

import java.util.ArrayList;

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/15
 * @version 1.0
 */
public class Generic01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用传统的方法来解决
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小财", 5));
        arrayList.add(new Dog("大财", 6));

        //假如我们的程序员,不小心,添加了一只猫
        arrayList.add(new Cat("发财猫",8));

        for (Object o : arrayList) {
            //向下转型Object -> Dog
            Dog dog = (Dog) o;
            System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
        }
    }
}

class Dog {
    private String name;
    private int age;

    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
class Cat {
    private String name;
    private int age;

    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

使用传统方法的问题分析

1)不能对加入到集合ArrayList中的数据类型进行约束(不安全)

2)遍历的时候,需要进行类型转换,如果集合中的数据量较大,对效率有影响

泛型快速体验-用泛型来解决当前的问题

ArrayList arrayList = new ArrayList():

import java.util.ArrayList;

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/15
 * @version 1.0
 */
public class Generic02 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用传统的方法来解决===》使用泛型
        //解读
        //1.当我们ArrayList表示存放到ArrayList集合中的元素是Dog类型
        //2.如果编译器发现添加的是类型,不满足要求,就会报错
        //3.在遍历的时候,可以直接取出Dog类型而不是Object
        //4.public class ArrayList {} E 称为泛型,那么 Dog -> E
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小财", 5));
        arrayList.add(new Dog("大财", 6));
        //假如我们的程序员,不小心,添加了一只猫
        //arrayList.add(new Cat("招财猫",8));

        for(Dog dog:arrayList){
            System.out.println(dog.toString());
        }
    }
}

泛型的好处

1、编译时,检查添加元素的类型,提高了安全性

2、减少了类型转换的次数,提高效率

不使用泛型

        Dog -> Object -> Dog        //放入ArrayList会先转成Object,在取出时,还需要转成Dog

使用泛型

        Dog -> Dog -> Dog        //放入时,和取出时,不需要类型转换,提高效率

3、不再提示编译警告

泛型介绍

理解:        泛(广泛)型(类型) => Integer,String,Dog

1、泛型又称参数化类型,是JDK5.0出现的新特性,解决数据类型的安全性问题

2、在类声明或实例化时只要指定好需要的具体类型即可

3、Java泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告,运行时就不会产ClassCastException异常。同时,代码更加简洁、健壮

4、泛型的作用是:可以在类声明时通过一个标识 表示类中某个属性的类型,或者是某个方法的返回值的类型,或者是参数类型

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/15
 * @version 1.0
 */
public class Generic03 {
    public static void main(String[] args) {
        //注意,特别强调:E具体的数据类型在定义Person对象的时候指定,即在编译期间,就确定E是什么类型
        Person person = new Person("小黄学Java");
        person.t();
        /*
        你可以这样理解 ,上面的Person类
        class Person{
            String s;    //E表示s 的数据类型,该数据类型在定义Pserson对象的时候指定,即在编译期间,
            //就确定E是什么类型
            public Person(String s) {    //E 也可以是参数类型
                this.s = s;
            }
            public String f(){   //反回类型使用E
                return s;
            }
        }
         */
        Person person2 = new Person(100);
        person2.t();
        /*
        class Person{
            java.lang.Integer s;    //E表示s 的数据类型,该数据类型在定义Pserson对象的时候指定,即在编译期间,
            //就确定E是什么类型
            public Person(java.lang.Integer s) {    //E 也可以是参数类型
                this.s = s;
            }
            public java.lang.Integer f(){   //反回类型使用E
                return s;
            }
        }

         */

    }
}
//泛型的作用是:可以在类声明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,或者是参数类型

class Person{
    E s;    //E表示s 的数据类型,该数据类型在定义Pserson对象的时候指定,即在编译期间,
    //就确定E是什么类型
    public Person(E s) {    //E 也可以是参数类型
        this.s = s;
    }
    public E f(){   //反回类型使用E
        return s;
    }

    public void t(){
        System.out.println(s.getClass());
    }
}

泛型的语法

泛型的声明

interface接口{}和class类{}

//比如:List,ArrayList

说明:

1、其中,T,K,V不代表值,而是表示类型

2、任意字母都可以。常用T表示,是Type的缩写

要在类名后面指定类型参数的值(类型)。如:

1、List strList = new ArrayList();        【举例说明】

2、Iterator iterator = customers.iterator();

泛型使用举例

举例说明:泛型在HashSet,HashMap的使用情况

练习:

1、创建3个学生对象

2、放入到HashSet中学生对象使用。

3、放入到HashMap中,要求Key是String name,Value就是学生对象

4、使用两种方式遍历

import java.util.*;

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/16
 * @version 1.0
 */
public class GenericExercise {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hs = new HashSet();
        hs.add(new Student("xiaoming",22));
        hs.add(new Student("xiaohong",23));
        hs.add(new Student("xiaohua",12));
        for (Student s : hs) {
            System.out.println(s.toString());
        }

        HashMap hm = new HashMap();
        hm.put("xiaoming",new Student("xiaoming",22));
        hm.put("xiaohong",new Student("xiaohong",23));
        hm.put("xiaohua",new Student("xiaohua",12));

        //迭代器EntrySet
        /*
        public Set> entrySet(){
            Set> es;
            return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
        }
         */
        Set> entries = hm.entrySet();
        Set strings = hm.keySet();
        /*
        public final Iterator> iterator(){
            return new EntryIterator();
        }
         */
        Iterator> iterator = entries.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Map.Entry next = iterator.next();
            System.out.println(next.getKey() + "-" + next.getValue());
        }
    }
}
/*
1、创建3个学生对象
2、放入到HashSet中学生对象使用。
3、放入到HashMap中,要求Key是String name,Value就是学生对象
4、使用两种方式遍历
 */
class Student{
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

泛型使用的注意事项和细节

1.interface List{},public class HashSet{}..等等

说明:T,E只能是引用类型

看看下面语句是否正确?:

List list = new ArrayList();//OK

List list2 = new ArrayList();

2.在指定泛型具体类型后,可以传入该类型或者其子类型

3.泛型使用形式

List list1 = new ArrayList(); 

List list2 = new ArrayList<>();

4.如果我们这样写List list3 = new ArrayList();默认给它的泛型是[ E就是Object]

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/16
 * @version 1.0
 */
public class GenericDetail {
    public static void main(String[] args) {
        //1.给泛型指向数据类型是,要求是引用类型,不能是基本数据类型
        List list = new ArrayList();
        //List list2 = new ArrayList(); //错误

        //2.说明
        //因为E指定了A类型,构造器传入了new A()
        //在给泛型指定具体类型后,可以传入该类型或者其子类类型
        Pig aPig = new Pig(new A());
        aPig.f();
        Pig bPig = new Pig(new B());
        bPig.f();

        //3.泛型的使用形式
        ArrayList list1 = new ArrayList();
        List list2 = new ArrayList();
        //在实际开发中,我们往往简写
        //编译器会进行推断,老师推荐使用下面写法
        ArrayList list3 = new ArrayList<>();
        List list4 = new ArrayList<>();
        ArrayList pigs = new ArrayList<>();

        //4.如果是这样写,泛型默认是Object
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        //等价ArrList arrayList = new ArrayList();

        /*
        public boolean add(Object e){
            ensureCapacityInternal(size + 1);
            elementData[size++] = e;
            return true;
        }
         */
        Tiger tiger = new Tiger();
        /*
        class Tiger{
            Object e;

            public Tiger(){}

            public Tiger(Object e){
                this.e = e;
            }

        }
         */
    }
}
class Tiger{//类
    E e;
    public Tiger(){
    }

    public Tiger(E e){
        this.e = e;
    }
    public void f(){
        System.out.println(e.getClass());
    }
}
class A{}
class B extends A{}

class Pig{
    E e;
    public Pig(E e){
        this.e = e;
    }
    public void f(){
        System.out.println(e.getClass());
    }
} 
  

练习题

定义Employee类

1、该类包含:private成员变量name,sal,birthday,其中birthday为MyDate类的对象

2、为每一个属性定义getter,setter方法

3、重写toString方法输出name,sal,birthday

4、MyDate类包含:private 成员变量month,day,year;并为每一个属性定义getter,setter方法;

5、创建该类的3个对象,并把这些对象放入ArrayList集合中(ArrayList需使用泛型来定义),对集合中的元素进行排序,并遍历输出

排序方法:调用ArrayList的sort方法,传入Comparator对象【使用泛型】,先按照name排序,如果name相同,则按生日日期的先后排序

有一定难度,比较经典,泛型使用安全

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

/**
 * @author 小黄debug  on 2022/3/16
 * @version 1.0
 */
public class GenericeExercise01 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(new Employee("huahau",3800.0,new MyDate(2022,03,16)));
        arrayList.add(new Employee("xiaohua",4800.0,new MyDate(2022,03,16)));
        arrayList.add(new Employee("dahua",5800.0,new MyDate(2022,9,16)));
        arrayList.add(new Employee("dahua",4600.0,new MyDate(2022,02,16)));
        //Collections.sort(arrayList);


        Collections.sort(arrayList, new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Employee o1, Employee o2) {
                int i = o1.getName().compareTo(o2.getName());
                if(i != 0){
                    return i;
                }
                //下面是对birthday的比较,因此,我们最好把这个比较,放在MyDate类完成
                //先对传入的参数进行验证
                return o1.getBirthday().compareTo(o2.getBirthday());
//                //如果name相同,就比较birthday - year
//                int yearMinus = o1.getBirthday().getYear() - o1.getBirthday().getYear();
//                if(yearMinus != 0){
//                    return yearMinus;
//                }
//                //如果year相同,就比较birthday - month
//                int monthMinus = o1.getBirthday().getMonth() - o1.getBirthday().getMonth();
//                if(monthMinus != 0){
//                    return monthMinus;
//                }
//                //如果month相同,就比较birthday - day
//                int dayMinus = o1.getBirthday().getDay() - o1.getBirthday().getDay();
//                if(dayMinus != 0){
//                    return dayMinus;
//                }
            }
        });
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++){
            System.out.println(arrayList.get(i));
        }
    }
}

class Employee {
    private String name;
    private double sal;
    private MyDate birthday;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getSal() {
        return sal;
    }

    public void setSal(double sal) {
        this.sal = sal;
    }

    public MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    public Employee(String name, double sal, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.sal = sal;
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sal=" + sal +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }

    //对雇员进行排序
    //先按照name进行排序,如果name相同,则按生日日期进行先后排序,即定制排序

}
class MyDate implements Comparable{
    private Integer year;
    private Integer month;
    private Integer day;

    public MyDate(Integer year, Integer month, Integer day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", month=" + month +
                ", day=" + day +
                '}';
    }

    public Integer getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(Integer year) {
        this.year = year;
    }

    public Integer getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(Integer month) {
        this.month = month;
    }

    public Integer getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(Integer day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public int compareTo(MyDate o) {
        int yearMinus = year - o.getYear();
        if(yearMinus != 0){
            return yearMinus;
        }
        int monthMinus = month - o.getMonth();
        if(monthMinus != 0){
            return monthMinus;
        }
        int dayMinus = day - o.getDay();
        if(dayMinus != 0){
            return dayMinus;
        }
        return 0;
    }
}
自定义泛型
1.Tiger后面泛型,所以我们把TIger就称为自定义泛型
2.T,R,M泛型的标识符,一般是单个大写字母
3.泛型标识符可以有多个
4.普通成员可以使用泛型(属性、方法)
5.如果在创建对象时,没有指定类型,默认为Object
6.静态方法不能使用泛型
/**
 * @ClassName CustomGeneeric_
 * @Description
 * @Author 小黄debug
 * @Date 2022/3/16 22:36
 * @Version 1.0
 **/
public class CustomGeneeric_ {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
//自定义泛型
//1.Tiger后面泛型,所以我们把TIger就称为自定义泛型
//2.T,R,M泛型的标识符,一般是单个大写字母
//3.泛型标识符可以有多个
//4.普通成员可以使用泛型(属性、方法)
//5.如果在创建对象时,没有指定类型,默认为Object
//6.静态方法不能使用泛型
class Tiger{
    String name;
    R r;
    M m;
    T t;
    //因为数组在new不能确定T的类型,就无法在内存开空间
    //T[] ts = new T[8];

    public Tiger(String name,R r,M m,T t){
        this.name = name;
        this.r = r;
        this.m = m;
        this.t = t;
    }
    //因为静态是和类相关的,在类加载时,对象还没有创建
//    static R r2;
//    public static void m1(M m){
//
//    }
}

说明自定义泛型代码是否正确,并说明原因

自定义泛型接口

泛型接口使用的说明
1.接口中,静态成员也不能使用泛型
2.在继承接口 指定泛型接口的类型
3.没有指定类型,默认为Object
/**
 * @ClassName CustomInterfaceGeneric
 * @Description
 * @Author 小黄debug
 * @Date 2022/3/16 23:23
 * @Version 1.0
 **/
public class CustomInterfaceGeneric {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
/*
泛型接口使用的说明
1.接口中,静态成员也不能使用泛型
2.在继承接口 指定泛型接口的类型
3.没有指定类型,默认为Object
 */
interface IUsb{

    //普通方法中,可以使用接口泛型
    R get(U u);

    void hi(R r);

    void run(R r1, R r2, U u1, U u2);

    //在Jdk8中,可以在接口中,使用默认方法,也是可以使用
    default R method(U u){
        return null;
    }
}
//在继承接口 指定泛型接口的类型
interface IA extends IUsb{

}
//当我们去实现IA接口时,因为IA在继承IUsu接口时,指定了U为String R为Double,
//在实现IUsu接口的方法时,使用String替换U,是Double替换R
class AA implements IA{


    @Override
    public Double get(String s) {
        return null;
    }

    @Override
    public void hi(Double aDouble) {

    }

    @Override
    public void run(Double r1, Double r2, String u1, String u2) {

    }
}
//实现接口时,直接指定泛型接口的类型
//建议这样写class BB implements IUsb{
class BB implements IUsb{   //等价于class CC implements IUsb


    @Override
    public Object get(Object o) {
        return null;
    }

    @Override
    public void hi(Object o) {

    }

    @Override
    public void run(Object r1, Object r2, Object u1, Object u2) {

    }
}

自定义泛型方法

基本语法
修改饰符返回类型 方法名(参数列表){
}
注意细节
1.泛型方法,可以定义在普通类中,也可以定义在泛型类中
2.当泛型方法被调用时,类型会确定
3.public void eat(E e){},修饰符后没有 eat
方法不是泛型方法,而是使用了泛型
import java.util.ArrayList;

/**
 * @ClassName CustomMethodGeneric
 * @Description
 * @Author 小黄debug
 * @Date 2022/3/17 7:18
 * @Version 1.0
 **/
/*
基本语法
修改饰符返回类型 方法名(参数列表){
}
注意细节
1.泛型方法,可以定义在普通类中,也可以定义在泛型类中
2.当泛型方法被调用时,类型会确定
3.public void eat(E e){},修饰符后没有 eat
方法不是泛型方法,而是使用了泛型
 */
//泛型方法的解读
public class CustomMethodGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.fly("宝马",100);//当调用方法时,传入参数,编译器就会确定类型

        car.fly(1000,100.1);

        Fish fish = new Fish<>();;
        fish.hello(new ArrayList(),11.3f);
    }
}
//泛型方法,可以定义在普通类中,也可以定义在泛型类中
class Car{  //普通类
    public void run(){} //普通方法
    //说明 泛型方法
    //1.就是泛型
    //2.是提供给fly使用的
    public  void fly(T t,R r){//泛型方法
        System.out.println(t.getClass());
        System.out.println(r.getClass());

    }
}
class Fish{    //泛型类
    public void run(){} //普通方法

    public void eat(U u, M m){ //泛型方法

    }

    //说明
    //1。下面的hi方法不是泛型方法
    //2。是hi方法使用了类声明的泛型
    public void hi(T t){}
    //泛型方法,可以使用类声明的泛型,也可以使用自己声明的泛型
    public void hello(R r,K k){
        System.out.println(r.getClass());
        System.out.println(k.getClass());
    }
}

练习题

/**
 * @ClassName CustomMethodGenericExercise
 * @Description
 * @Author 小黄debug
 * @Date 2022/3/17 7:42
 * @Version 1.0
 **/
public class CustomMethodGenericExercise {
    public static void main(String[] args) {
        //下面这段输出 什么
        Apple apple = new Apple<>();
        apple.fly(10);  //Integer
        apple.fly(new Dog());   //Dog
    }
}
class Apple{
    public  void fly(E e){
        System.out.println(e.getClass().getSimpleName());
    }
    //public void eat(U u){}    //错误,泛型U未定义
    public void run(M m){}
}
class Dog{}

泛型的继承和通配符

1、泛型不具备继承性

List list = new ArrayLIst();        //对吗?

2):支持任意泛型

3):支持A类以及A类的子类,规定了泛型的上限

4):支持A类以及A类的父亲,不 限于直接父类,规定了泛型的下限

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @ClassName GenericExtends
 * @Description 泛型的继承和通配符
 * @Author 小黄debug
 * @Date 2022/3/17 20:01
 * @Version 1.0
 **/
public class GenericExtends {
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new String("xx");
        //泛型没有继承性
        //List list = new ArrayList();

        //举例说明下面三个方法的使用
        ArrayList list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList list3 = new ArrayList<>();
        ArrayList list4 = new ArrayList<>();
        ArrayList list5 = new ArrayList<>();

        //如果是List c,可以接受任意的泛型类型
        printCollection1(list1);
        printCollection1(list2);
        printCollection1(list3);
        printCollection1(list4);
        printCollection1(list5);

        //List c;    表示上限,可以接受AAA或者AAA的子类
//        printCollection2(list1);    //不是AA或其子类
//        printCollection2(list2);    //不是AA或其子类
        printCollection2(list3);
        printCollection2(list4);
        printCollection2(list5);

        //List c:支持AAA类以及AAA类的父类,不限于直接父类
        printCollection3(list1);
//        printCollection3(list2);    //String类型不是AAA的父类
        printCollection3(list3);
//        printCollection3(list4);    //BBB是AAA的子类
//        printCollection3(list5);    //CCC是AAA的子类

    }
    //说明:List表示任意的泛型类型都可以接受
    public static void printCollection1(List c){
        for(Object object:c){   //通配符,取出时,就是Object
            System.out.println(object);
        }
    }
    // ? extends AA 表示上限,可以接受AA或者AA子类
    public static void printCollection2(List c){
        for(Object object:c){
            System.out.println(object);
        }
    }
    // ? super 子类类名AA:支持AA类以及AA类的父类,不限于直接父类
    //规定了泛型的下限
    public static void printCollection3(List c){
        for(Object object:c){
            System.out.println(object);
        }
    }



}
class AAA{

}
class BBB extends AAA{

}
class CCC extends BBB{} 
  

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