java的泛型

泛型,就是参数化类型的意思,具体表现为泛型类,泛型接口,泛型方法。

泛型主要用于编译过程不确定参数可能的类型,需要对参数进行统一逻辑处理,比较常用在设计模式里。

泛型只在编译阶段有作用,编译器检查泛型结果无误后会擦去泛型相关信息,并且在对象进入和离开的边界加入类型检查和类型转换的方法。泛型不会进入到运行时阶段。

public class TestFanxing {
    public static void main(String[] args) {
        test1();
    }
    public static void test1() {
        // 泛型只在编译时有作用,编译器检查完泛型类型后,会擦去泛型信息,只在对象进入和离开的边界出加入类型检查和转换的方法。
        // 运行时不存在泛型概念。
        List stringArrayList = new ArrayList();
        List integerArrayList = new ArrayList();

        Class classStringArrayList = stringArrayList.getClass();
        Class classIntegerArrayList = integerArrayList.getClass();

        if(classStringArrayList.equals(classIntegerArrayList)){
            System.out.println("泛型测试,泛型相同");
        }
    }
}

结果:

泛型测试,泛型相同

泛型类
定义类的时候使用了泛型,该类就是泛型类。常见使用的有List,Set,Map。
一个基本的泛型类:

public class Generic{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定,代表泛型的字母可以随便写
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

泛型的类型参数只能是类类型,不能是简单类型。当然也可以不传,默认可以是任意类型。

public static void test2() {
        class Generic {
            private T key;

            public Generic(T key) {
                this.key = key;
            }
            public T getKey() {
                return key;
            }
        }

        //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
        //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.
        Generic genericInteger = new Generic(123456);

        //传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.
        Generic genericString = new Generic("key_vlaue");

        System.out.println("泛型测试" + "key is " + genericInteger.getKey());
        System.out.println("泛型测试" + "key is " + genericString.getKey());

        // 如果定义时不传入泛型实参,则默认可以是任意类型
        Generic generic = new Generic("111111");
        Generic generic1 = new Generic(4444);
        Generic generic2 = new Generic(55.55);
        Generic generic3 = new Generic(false);

        System.out.println("泛型测试" + "key is " + generic.getKey());
        System.out.println("泛型测试" + "key is " + generic1.getKey());
        System.out.println("泛型测试" + "key is " + generic2.getKey());
        System.out.println("泛型测试" + "key is " + generic3.getKey());
    }

结果:

泛型测试key is 123456
泛型测试key is key_vlaue
泛型测试key is 111111
泛型测试key is 4444
泛型测试key is 55.55
泛型测试key is false

不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。编译时会出错。

泛型接口
泛型接口的使用与泛型类级别相同

//定义一个泛型接口
public interface Generator {
public T next();
}

实现泛型接口的时候,定义要加上泛型声明,否则会报错。

 /**
 * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中。
 * 即:class FruitGenerator implements Generator{
 * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator,编译器会报错:"Unknown class"
 */
class FruitGenerator implements Generator{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}
/**
 * 传入泛型实参时:
 * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator
 * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
 * 即:Generator,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
 */
public class FruitGenerator implements Generator {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

泛型通配符
泛型通配符简单看就是一个“?”,但是千万不要跟泛型形参搞混,它是泛型实参!相当于我们传入了实际的Number,Integer等,可以把“?”看成所有类型的父类,是一种真实的类型。
这个通配符解决的问题也很明显,就是使用泛型实参的时候,如果不确定可能的类型,就用这个。

泛型方法
泛型方法的声明基本是下面这个样子:

public void show_3(E t){ // 是必须的,否则就是普通的方法
System.out.println(t.toString());
}

普通类中的泛型方法
使用要注意,<>中的符号不是随便写的,应该是可之前定义过的泛型形参,仔细看下面的例子来帮助理解。

public class GenericTest {
  public class Generic{     
        private T key;

        public Generic(T key) {
            this.key = key;
        }

        //我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。
        //这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。
        //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
        public T getKey(){
            return key;
        }

        /**
         * 这个方法显然是有问题的,在编译器会给我们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E"
         * 因为在类的声明中并未声明泛型E,所以在使用E做形参和返回值类型时,编译器会无法识别。
        public E setKey(E key){
             this.key = keu
        }
        */
    }

//这也不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Generic这个泛型类做形参而已。
    public void showKeyValue1(Generic obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

    //这也不是一个泛型方法,这也是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符?
    //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的,?是一种类型实参,可以看做为Number等所有类的父类
    public void showKeyValue2(Generic obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

     /**
     * 这个方法是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'E' "
     * 虽然我们声明了,也表明了这是一个可以处理泛型的类型的泛型方法。
     * 但是只声明了泛型类型T,并未声明泛型类型E,因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。
    public  T showKeyName(Generic container){
        ...
    }  
    */

    /**
     * 这个方法也是有问题的,编译器会为我们提示错误信息:"UnKnown class 'T' "
     * 对于编译器来说T这个类型并未项目中声明过,因此编译也不知道该如何编译这个类。
     * 所以这也不是一个正确的泛型方法声明。
    public void showkey(T genericObj){

    }
    */

 /**
  正确的普通类中的泛型方法
 */
  public  T showKeyName(Generic container){
        System.out.println("container key :" + container.getKey());
        //当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。
        T test = container.getKey();
        return test;
    }
}

泛型类中的泛型方法

    public void show_1(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }

        //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型E,这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同,也可以不同。
        //由于泛型方法在声明的时候会声明泛型,因此即使在泛型类中并未声明泛型,编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。
        public  void show_3(E t){
            System.out.println(t.toString());
        }

        //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型T,注意这个T是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。
        public  void show_2(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
    }

简单来说

没在“<>”中声明过就不要直接用,编译器不认识。

静态方法与泛型
静态方法无法访问到类定义的泛型。
如果静态方法要使用泛型,就要额外用<>声明

public class StaticGenerator {
    /**
     * 如果在类中定义使用泛型的静态方法,需要添加额外的泛型声明(将这个方法定义成泛型方法)
     * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
     * 如:public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息:
          "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
     */
    public static  void show(T t){

    }
}

泛型边界
指的是泛型也可以有继承关系,用来限制形参的范围。

泛型通配符设置边界

public void showKeyValue1(Generic obj){
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}

Generic generic1 = new Generic("11111");
//这一行代码编译器会提示错误,因为String类型并不是Number类型的子类showKeyValue1(generic1);

泛型类定义的时候也可以设置边界

public class Generic{
    private T key;

    public Generic(T key) {
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){
        return key;
    }
}

泛型方法设置边界

//在泛型方法中添加上下边界限制的时候,必须在权限声明与返回值之间的上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加
//public  T showKeyName(Generic container),编译器会报错:"Unexpected bound"
public  T showKeyName(Generic container){
    System.out.println("container key :" + container.getKey());
    T test = container.getKey();
    return test;
}

关于泛型数组
在java中是不能创建一个确切的泛型类型的数组的。只能用默认类型或者泛型通配符。

List[] ls = new ArrayList[10]; // 不被允许
List[] ls = new ArrayList[10]; // 允许
List[] ls = new ArrayList[10]; // 允许

//        List list0 = new ArrayList[3]; // java不允许创建明确泛型类型的数组
        List[] list = new ArrayList[3]; // 创建了一个List类型的数组,List是个泛型类,即创建了一个泛型的数组
        ArrayList value = new ArrayList(); // 准备一个数组元素
        value.add(5);
        list[0] = value; // 赋值
        Integer r = (Integer) list[0].get(0); // 如果定义数组没有使用通配符?而是明确的Integer,这里就不需要强转

参考文章:
java 泛型详解

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