第15章： 泛型
15.1 泛型的理解和好处
15.1.1 看一个需求
有多态，为什么还要使用泛型？
需求：
（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())
先使用传统的方法来解决 —> 引出泛型
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("小黄", 5));
//遍历
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;
}
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;
}
}
以上代码采取传统方法解决，但是呢 假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫，会发生什么呢？
//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));
//其他代码照上面不改变
15.1.2 使用传统方法的问题分析
- 不能对加入到集合ArrayList中的数据类型进行约束（不安全，易抛出异常）
- 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
15.1.3 泛型快速体验-用泛型来解决前面的问题
//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 (细节后面说...)
//2. 如果编译器发现添加的类型，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<Dog> arrayList = new ArrayList<Dog>();
arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
arrayList.add(new Dog("发财", 1));
arrayList.add(new Dog("小黄", 5));
//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));
System.out.println("===使用泛型====");
for (Dog dog : arrayList) {
System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
15.1.4 泛型的好处
- 编译时，检查添加元素的类型，提高了安全性
- 减少了类型转换的次数，提高效率【说明】
- 不使用泛型
- Dog -加入–> Object -取出–> Dog//放入到Arraylist会先转换成Object，在取出时，还需要转换成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
- 不再提示编译警告
15.2 泛型介绍
理解：泛（广泛）型（类型） = > 可以是 Integer，String，Dog…【泛型就是数据类型的数据类型】
- 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
- 在类声明或实例化时，只要指定好需要的具体类型即可
- Java泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告，运行时就不会产生ClassCastException异常。同时，代码更加简洁、健壮
- 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类型，或者是参数类型。（如下图）
那如何确定泛型的类型呢？
//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<String> person = new Person<String>("爱摸鱼的TT");
person.show(); //String
/*
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Person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() {//返回类型使用E
return s;
}
}
*/
Person<Integer> person2 = new Person<Integer>(100);
person2.show();//Integer
/*
class Person {
Integer s ;//E表示 s的数据类型, 该数据类型在定义Person对象的时候指定,即在编译期间，就确定E是什么类型
public Person(Integer s) {//E也可以是参数类型
this.s = s;
}
public Integer f() {//返回类型使用E
return s;
}
}
*/
15.3 泛型的语法
15.3.1 泛型的声明
interface 接口{} 和 class类
说明：
- 其中，T、K、V不代表值，而是表示类型
- 任意字母都可以。常用T表示，是Type的缩写
15.3.2 泛型的实例化
要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如：
- List strList = new ArrayList();
- Iterator iterator = customer.iterator();
15.3.3 泛型使用举例
创建 3个学生对象
- 放入到 HashSet中学生对象 使用.
- 放入到 HashMap中，要求 Key 是 String name, Value 就是 学生对象
- 使用两种方式遍历
Student类：
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.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;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
实现类：
//使用泛型方式给HashSet 放入3个学生对象
HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();
students.add(new Student("jack", 18));
students.add(new Student("tom", 28));
students.add(new Student("mary", 19));
//遍历
for (Student student : students) {
System.out.println(student);
}
//使用泛型方式给HashMap 放入3个学生对象
//K -> String V->Student
HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();
/*源码：
public class HashMap {}
*/
hm.put("milan", new Student("milan", 38));
hm.put("smith", new Student("smith", 48));
hm.put("hsp", new Student("hsp", 28));
//迭代器 EntrySet
/*源码：
public Set> entrySet() {
Set> es;
return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
}
*/
Set<Map.Entry<String, Student>> entries = hm.entrySet();
/*源码：
public final Iterator> iterator() {
return new EntryIterator();
}
*/
Iterator<Map.Entry<String, Student>> iterator = entries.iterator();
System.out.println("==============================");
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry<String, Student> next = iterator.next();
System.out.println(next.getKey() + "-" + next.getValue());
}
15.3.4 泛型使用的注意事项和细节
- interface List{} , public class HashSet{}…等等
说明：T、E只能是引用类型
- 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
- 泛型使用形式
HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();
HashSet<Student> students = new HashSet<>();
- 如果我们这样写 HashSet hashSet = new HashSet(); 默认给它定位类型是【 E就是Object】
巩固练习（经典案例）
定义Employee类
- 该类包含：private成员变量name,sal,birthday，其中 birthday 为 MyDate 类的对象；
- 为每一个属性定义 getter, setter 方法；
- 重写 toString 方法输出 name, sal, birthday
- 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；
- 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：
- 排序方式： 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。【即：定制排序】
【MyDate类】
public class MyDate implements Comparable<MyDate>{
private int year;
private int month;
private int day;
public MyDate(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public int getYear() {
return year;
}
public void setYear(int year) {
this.year = year;
}
public int getMonth() {
return month;
}
public void setMonth(int month) {
this.month = month;
}
public int getDay() {
return day;
}
public void setDay(int day) {
this.day = day;
}
@Override
public String toString() {
return "MyDate{" +
"year=" + year +
", month=" + month +
", day=" + day +
'}';
}
@Override
public int compareTo(MyDate o) { //把对year-month-day比较放在这里
int yearMinus = this.year - o.getYear();
if(yearMinus != 0) {
return yearMinus;
}
//如果year 相同，就比较month
int monthMinus = this.month - o.getMonth();
if(monthMinus != 0) {
return monthMinus;
}
//如果year 和 month 相同，就比较day
return this.day - o.getDay();
}
}
【Employee类】
public class Employee {
private String name;
private double sal;
private MyDate birthday;
public Employee(String name, double sal, MyDate birthday) {
this.name = name;
this.sal = sal;
this.birthday = 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;
}
@Override
public String toString() {
return "\nEmployee{" +
"name='" + name + '\'' +
", sal=" + sal +
", birthday=" + birthday +
'}';
}
}
【实现类】：注意理解排序方法（sort）
public class GenericExercise02 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Employee> employees = new ArrayList<>();
employees.add(new Employee("tom", 20000, new MyDate(1980,12,11)));
employees.add(new Employee("jack", 12000, new MyDate(2001,12,12)));
employees.add(new Employee("tom", 50000, new MyDate(1980,12,10)));
System.out.println("employees=" + employees);
//制定排序顺序（可以回头看Arrays.sort()的底层源码分析）
employees.sort(new Comparator<Employee>() {
@Override
public int compare(Employee emp1, Employee emp2) {
//先按照name排序，如果name相同，则按生日日期的先后排序。【即：定制排序】
//先对传入的参数进行验证
if(!(emp1 instanceof Employee && emp2 instanceof Employee)) {
System.out.println("类型不正确..");
return 0;
}
//比较name
int i = emp1.getName().compareTo(emp2.getName());
if(i != 0) {
return i;
}
//（名字相同）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
//封装后，将来可维护性和复用性，就大大增强.
return emp1.getBirthday().compareTo(emp2.getBirthday());
}
});
System.out.println("==对雇员进行排序==");
System.out.println(employees);
}
}
15.4 自定义泛型
15.4.1 自定义泛型类 (难度)
基本语法：
class 类名<T,R...>{//...表示可以有多个泛型
成员
}
注意细节：
- 普通成员可以使用泛型（属性、方法）
- 使用泛型的数组，不能初始化
- 静态方法中不能使用类的泛型
- 泛型类的类型，是在创建对象时确定的（因为创建对象时，需要指定确定类型）
- 如果在创建对象时，没有指定类型，默认为Object
15.4.2 自定义泛型接口
基本语法：
interface 接口名<T、R...>{
}
注意细节：
- 接口中，静态成员也不能使用泛型（这个和泛型类规定一样）【接口中的属性，只能是final的，而且是public static final 修饰符】
interface IUsb<U, R> {
int n = 10;
//U name; //静态成员不能使用泛型
//普通方法中，可以使用接口泛型
R get(U u);
void hi(R r);//抽象方法
void run(R r1, R r2, U u1, U u2);//抽象方法
//在jdk8 中，可以在接口中，使用默认方法（default）, 也是可以使用泛型
default R method(U u) {
return null;
}
}
- 泛型接口的类型，在继承接口或者实现接口时确定
//在继承接口 指定泛型接口的类型
interface IA extends IUsb<String, Double> {
}
//当我们去实现IA接口时，因为IA在继承IUsb 接口时，指定了U 为String R为Double
//，在实现IUsb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
//给U 指定Integer 给 R 指定了 Float
//所以，当我们实现IUsb方法时，会使用Integer替换U, 使用Float替换R
class BB implements IUsb<Integer, Float> {
@Override
public Float get(Integer integer) {
return null;
}
@Override
public void hi(Float aFloat) {
}
@Override
public void run(Float r1, Float r2, Integer u1, Integer u2) {
}
}
- 没有指定类型，默认为Object
//没有指定类型，默认为Object
//建议直接写成 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) {
}
}
15.4.3 自定义泛型方法
基本语法
修饰符 <T、R>返回类型 方法名（参数列表）{
}
注意事项：
- 泛型方法，可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中
//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 <T, R> void fly(T t, R r) {//泛型方法
System.out.println(t.getClass());//String
System.out.println(r.getClass());//Integer
}
}
class Fish<T, R> {//泛型类
public void run() {//普通方法
}
public<U,M> void eat(U u, M m) {//泛型方法
}
//说明
//1. 下面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泛型
public<K> void hello(R r, K k) {
System.out.println(r.getClass());
System.out.println(k.getClass());
}
}
- 当泛型方法被调用时，类型会确定
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
System.out.println("=======");
car.fly(300, 100.1);//当调用方法时，传入参数，编译器，就会确定类型
- public void eat(E e){}，修饰符后没有
15.5 泛型的继承和通配符
- 泛型不具备继承性
List<Object> list = new ArrayList<String>();//错误
- ：支持任意泛型类型
C -> B -> A（继承关系）
//通用代码
//举例说明下面三个方法（2,3,4点）的使用
List<Object> list1 = new ArrayList<>();
List<String> list2 = new ArrayList<>();
List<AA> list3 = new ArrayList<>();
List<BB> list4 = new ArrayList<>();
List<CC> 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);
方法1：
//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);
}
}
- ：支持A类以及A类的子类，规定了泛型的上限
//List c： 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
// printCollection2(list1);//×
// printCollection2(list2);//×
printCollection2(list3);//√
printCollection2(list4);//√
printCollection2(list5);//√
方法2：
// ? extends AA 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
public static void printCollection2(List<? extends AA> c) {
for (Object object : c) {
System.out.println(object);
}
}
- <？super A>：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
//List c: 支持AA类以及AA类的父类，不限于直接父类
printCollection3(list1);//√
//printCollection3(list2);//×
printCollection3(list3);//√
//printCollection3(list4);//×
//printCollection3(list5);//×
方法3：
// ? 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<? super AA> c) {
for (Object object : c) {
System.out.println(object);
}
}
15.6 JUnit
15.6.1 为什么需要 JUnit
- 一个类有很多功能代码需要测试，为了测试，就需要写入到main方法中
- 如果有多个功能代码测试，就需要来回注销，切换很麻烦
- 如果可以直接运行一个方法，就方便很多，并且可以给出相关信息，这时就要使用JUnit
【反正就是独立测试就对了，互不影响】
15.6.2 基本介绍
- JUnit是一个Java语言的单元测试框架
- 多数Java的开发环境都已经集成了JUnit作为单元测试的工具
【如果传参数可以按照之前所学的控制台传参的方法，IDEA右上角哪里】
巩固练习
定义个泛型类 DAO，在其中定义一个Map接口的 成员变量，Map 的键为 String 类型，值为 T 类型。
分别创建以下方法：
- (1) public void save(String id,T entity)： 保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
- (2) public T get(String id)：从 map 中获取 id 对应的对象
- (3) public void update(String id,T entity)：替换 map 中key为id的内容,改为 entity 对象
- (4) public List list()：返回 map 中存放的所有 T 对象（value值）
- (5) public void delete(String id)：删除指定 id 对象
定义一个 User 类：
- 该类包含：private成员变量（int类型） id，age；（String 类型）name。
创建 DAO 类的对象， 分别调用其 save、get、update、list、delete 方法来操作 User 对象，使用 Junit 单元测试类进行测试。
思路分析
- 定义User类
- 定义Dao泛型类
- Junit 单元测试类
User类：
public class User {
private int id;
private int age;
private String name;
public User(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
Dao泛型类：
public class Dao<T> {
private Map<String, T> map = new HashMap<>();
public T get(String id){
return map.get(id);
}
public void update(String id, T entity){
map.put(id, entity);
}
//返回 map 中存放的所有 T 对象
//遍历map [k-v],将map的 所有value(T entity),封装到ArrayList返回即可
public List<T> list() {
//创建 Arraylist，目的存放value值
List<T> list = new ArrayList<>();
//遍历map
Set<String> keySet = map.keySet();//得到map的键，【类型为Set类】且可以使用get方法获得value值
for (String key : keySet) {
//map.get(key) 返回就是 User对象->ArrayList
list.add(map.get(key));//也可以直接使用本类的 get(String id)
}
return list;
}
public void delete(String id){
map.remove(id);
}
public void save(String id, T entity){
map.put(id,entity);
}
}
Junit 单元测试类：
public class HomeWork {
public static void main(String[] args) {
}
@Test
public void testList(){
Dao<User> dao = new Dao<>();
dao.save("001", new User(1,10,"jack"));
dao.save("002", new User(2,18,"king"));
dao.save("003", new User(3,38,"smith"));
//简单返回看看
List<User> list = dao.list();
System.out.println("list=" + list);
dao.update("003", new User(3, 58, "milan"));
dao.delete("001");//删除
System.out.println("===修改后====");
list = dao.list();//改动后还得重新获取对象
System.out.println("list=" + list);
System.out.println("id=003 " + dao.get("003"));//milan
}
}
