尚硅谷Java入门视频教程第十二章——泛型

第12章：泛型

12.1 为什么要有泛型

• 泛型的定义：
  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）。
• 在集合中使用泛型之前的情况：
  可能存在问题：① 类型不安全；② 强转时，可能出现ClassCastException。

  @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：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);
      }
  }
  

12.2 在集合中使用泛型

1. jdk 5.0新增的特性
2. 在集合中使用泛型：
   总结：
   • 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。
   • 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型
   • 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)
     • 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
     • 如果实例化时，没有指明泛型的类型。默认类型为java.lang.Object类型。

     //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);
         }
     
     }
     
     //在集合中使用泛型的情况：以HashMap为例
     @Test
     public void test3(){
     //        Map map = new HashMap();
         //jdk7新特性：类型推断
         Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
     
         map.put("Tom",87);
         map.put("Jerry",87);
         map.put("Jack",67);
     
     //        map.put(123,"ABC");
         //泛型的嵌套
         Set<Map.Entry<String,Integer>> entry = map.entrySet();
         Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entry.iterator();
     
         while(iterator.hasNext()){
             Map.Entry<String, Integer> e = iterator.next();
             String key = e.getKey();
             Integer value = e.getValue();
             System.out.println(key + "----" + value);
         }
     }
     

12.3 自定义泛型结构

• 自定义泛型结构：泛型类、泛型接口

  1. 泛型类可能有多个参数，此时应将多个参数一起放在尖括号内。比如：

  2. 泛型类的构造器如下：public GenericClass(){}。而这是错误的：public GenericClass(){}
     

  3. 实例化后，操作原来泛型位置的结构必须与指定的泛型类型一致。

  4. 泛型不同的引用不能相互赋值。
     尽管在编译时ArrayList和ArrayList是两种类型，但是，在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。

  5. 泛型如果不指定，将被擦除，泛型对应的类型均按照Object处理，但不等价于Object。经验：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。

  6. 如果泛型结构是一个接口或抽象类，则不可创建泛型类的对象。

  7. jdk1.7，泛型的简化操作：ArrayList flist = new ArrayList<>();

  8. 泛型的指定中不能使用基本数据类型，可以使用包装类替换

  9. 在类/接口上声明的泛型，在本类或本接口中即代表某种类型，可以作为非静态属性的类型、非静态方法的参数类型、非静态方法的返回值类型。但在静态方法中不能使用类的泛型(静态方法的加载早于对象的创建)。
     

  10. 异常类不能是泛型的

  11. 不能使用new E[]。但是可以：E[] elements = (E[])new Object[capacity];
      参考：ArrayList源码中声明：Object[] elementData，而非泛型参数类型数组。

  12. 父类有泛型，子类可以选择保留泛型也可以选择指定泛型类型：

      • 子类不保留父类的泛型：按需实现
        • 没有类型 擦除
        • 具体类型：此时子类不再是泛型类，实例化时不能带<>
      • 子类保留父类的泛型：泛型子类
        • 全部保留
        • 部分保留
      • 结论：子类必须是“富二代”，子类除了指定或保留父类的泛型，还可以增加自己的泛型
• 自定义泛型结构：泛型方法
  • 方法，也可以被泛型化，不管此时定义在其中的类是不是泛型类。在泛型方法中可以定义泛型参数，此时，参数的类型就是传入数据的类型。
  • 泛型方法的格式：
    
  • 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。

package com.atguigu.java;

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

/**
 * 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。
//    public static void show(T orderT){
//        System.out.println(orderT);
//    }

    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;
    }
}

package com.atguigu.java;

import org.junit.Test;

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

/** 
 * 关于自定义泛型类、泛型接口的测试：
 */
public class GenericTest1 {

    @Test
    public void test1(){
        //如果定义了泛型类，实例化没有指明类的泛型，则认为此泛型类型为Object类型
        //要求：如果大家定义了类是带泛型的，建议在实例化时要指明类的泛型。
        Order order = new Order();
        order.setOrderT(123);
        order.setOrderT("ABC");

        //建议：实例化时指明类的泛型
        Order<String> order1 = new Order<String>("orderAA",1001,"order:AA");

        order1.setOrderT("AA:hello");

    }

    @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。
        sub1.setOrderT(1122);

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

    @Test
    public void test3(){

        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;

        Person p1 = null;
        Person p2 = null;
        p1 = p2;


    }

    //测试泛型方法
    @Test
    public void test4(){
        Order<String> order = new Order<>();
        Integer[] arr = new Integer[]{1,2,3,4};
        //泛型方法在调用时，指明泛型参数的类型。
        List<Integer> list = order.copyFromArrayToList(arr);

        System.out.println(list);
    }
}

12.4 泛型在继承上的体现

• 虽然类A是类B的父类，但是G 和G二者不具备子父类关系，二者是并列关系。
• 补充：类A是类B的父类，A 是 B 的父类

	@Test
    public void test1(){

        Object obj = null;
        String str = null;
        obj = str;

        Object[] arr1 = null;
        String[] arr2 = null;
        arr1 = arr2;
        //编译不通过
//        Date date = new Date();
//        str = date;
        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.add(123);导致混入非String的数据。出错。

         */

        show(list1);
        show1(list2);
    }



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

    public void show(List<Object> list){
    }

    @Test
    public void test2(){

        AbstractList<String> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        ArrayList<String> list3 = null;

        list1 = list3;
        list2 = list3;

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

12.5 通配符的使用

• 通配符的使用：
  • 通配符：?
  • 类A是类B的父类，G和G是没有关系的，二者共同的父类是：G
  • 写入list中的元素时：不行。由于不知道元素类型，不能向其中添加对象。
    唯一的例外是null，它是所有类型的成员。
  • 读取List的对象list中的元素时：允许读取数据，读取的数据类型为Object。

	@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);
        }
    }

• 通配符的使用：注意点
• 通配符的使用：有限制的通配符
  • ：允许所有泛型的引用调用
  • 通配符指定上限? extends A：G可以作为G和G的父类，其中B是A的子类
    • 上限extends：使用时指定的类型必须是继承某个类，或者实现某个接口，即<=
    • 举例：
      (无穷小 , Number]：只允许泛型为Number及Number子类的引用调用
      ：只允许泛型为实现Comparable接口的实现类的引用调用
  • 通配符指定下限? super A：G 可以作为G和G的父类，其中B是A的父类
    • 下限super：使用时指定的类型不能小于操作的类，即>=
    • 举例：
      [Number , 无穷大) ：只允许泛型为Number及Number父类的引用调用

@Test
    public void test4(){

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

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


        list1 = list3;
        list1 = list4;
//        list1 = list5;

//        list2 = list3;
        list2 = list4;
        list2 = list5;

        //读取数据：
        list1 = list3;
        Person p = list1.get(0);
        //编译不通过
        //Student s = list1.get(0);//接收的类型可能为Person的其他子类

        list2 = list4;
        Object obj = list2.get(0);
        编译不通过
//        Person obj = list2.get(0);//接收的类型可能为Person的其他父类

        //写入数据：
        //编译不通过
//        list1.add(new Student());//接收的类型可能为Person的其他子类
//        list1.add(new Person());//子类不兼容父类（人不一定是学生）

        //编译通过
        list2.add(new Person());
        list2.add(new Student());//父类兼容子类（学生一定是人）
    }

练习：自定义泛型类的使用

• 定义一个泛型类 DAO，在其中定义一个 Map 成员变量，Map 的键为 String 类型，值为 T 类型。
  分别创建以下方法：
  • public void save(String id,T entity)： 保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
  • public T get(String id)：从 map 中获取 id 对应的对象
  • public void update(String id,T entity)：替换 map 中 key 为 id 的内容，改为 entity 对象
  • public List list()：返回 map 中存放的所有 T 对象
  • 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。
• 定义一个测试类：
  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

package com.atguigu.exer;

import java.util.*;

public class DAO<T> {

    private Map<String, T> map;

    public DAO() {
        map = new HashMap<String, T>();
    }

    //保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
    public void save(String id,T entity){
        map.put(id, entity);
    }

    //从 map 中获取 id 对应的对象
    public T get(String id){
        return map.get(id);
    }

    //替换 map 中key为id的内容,改为 entity 对象
    public void update(String id,T entity){
        if(map.containsKey(id)){
            map.put(id, entity);
        }
    }

    //返回 map 中存放的所有 T 对象
    public List<T> list(){
        //错误的：直接实例化父类对象不能强转为子类
//        Collection values = map.values();
//        return (List) values;
        //正确的：
        ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
        Collection<T> values = map.values();
        for(T t: values){
            list.add(t);
        }
        return list;
    }

    //删除指定 id 对象
    public void delete(String id){
        map.remove(id);
    }

}

package com.atguigu.exer;

import java.util.Objects;

public class User {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public User() {
    }

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

    public int getId() {
        return id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

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

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

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return id == user.id && age == user.age && Objects.equals(name, user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(id, age, name);
    }

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

package com.atguigu.exer;

import org.junit.Test;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class DaoTest {
    @Test
    public void test(){
        DAO<User> dao = new DAO<>();

        dao.save("1001", new User(1001, 34, "周杰伦"));
        dao.save("1002", new User(1002, 23, "昆凌"));
        dao.save("1003", new User(1003, 28, "侯佩岑"));

        dao.update("1003",new User(1003,30,"方文山"));

        dao.delete("1002");

        List<User> list = dao.list();

        Iterator<User> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}