05.java面向对象-泛型

05. java面向对象-泛型

01. 泛型引入

1. 看一个需求

  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())
    先使用传统方式来解决 – 引出泛型
import java.util.ArrayList;

@SuppressWarnings("all")
public class Generic01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用传统方式来解决
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(new Dog("旺财", 10));
        list.add(new Dog("发财", 1));
        list.add(new Dog("小黄", 2));

        //假如我们程序员,不小心添加了一只猫
        list.add(new Cat("招财猫", 8));

        //遍历
        for (Object obj : list) {
            //向下转型
            Dog dog = (Dog) obj;
            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 { //Cat类
    private String name;
    private int age;

    public Cat(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;
    }
}

代码中我们添加了三个Dog类型,但是也添加了Cat类型。编译器无法发现,运行后会出现异常ClassCastException

2. 使用传统方法的问题解析

  1. 不能对假如到集合 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,如果结合中的数据量过大,对效率有影响

3. 用泛型来解决前面的问题

import java.util.ArrayList;

/**
 * 02. 用泛型解决问题
 **/
@SuppressWarnings("all")
public class Generic02 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用泛型来解决问题
        //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类型,不满足要求,就会报错
        //3. 在遍历时,可以直接取出Dog类型而不是 Object
        ArrayList<Dog> list = new ArrayList<Dog>();
        list.add(new Dog("旺财", 10));
        list.add(new Dog("发财", 1));
        list.add(new Dog("小黄", 2));

//        list.add(new Cat("招财猫", 8)); //加入不进去
        //使用泛型
        for (Dog dog : list) {
            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 { //Cat类
    private String name;
    private int age;

    public Cat(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;
    }
}

02. 泛型的理解和好处

1. 泛型的好处

  1. 编译时,检查添加元素类型,提高了安全性
  2. 减少了类型转换的次数,提高效率
    1. 不使用泛型 Dog - 加入 -> Object - 取出 -> Dog//放入到ArrayList 会先转成 Object,在取出时,还需要转换成Dog
    2. 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

2. 泛型介绍

  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,运行时就不会产生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类型,或者是参数类型。
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<String> yzj = new Person<>("yzj");
        yzj.show();
        /*
        可以这样理解:上面的这个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,即在编译几件,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() {//返回类型也可以是 E
                return s;
            }
        }
         */
        Person<Integer> integerPerson = new Person<>(21);
        integerPerson.show();
        /*
        可以这样理解:上面的这个Person类
        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,即在编译几件,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() {//返回类型也可以是 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类型,或者是类型参数。
class Person<E> {
    E 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,即在编译几件,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() {//返回类型也可以是 E
        return s;
    }
    public void show() {
        System.out.println(s.getClass());//显示s的运行类型
    }
}

3. 泛型的语法

1. 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
2. 泛型的实例化

要在类名后面指定类型参数的值(类型)。如:

  1. List strList = new ArrayList();
  2. iterator iterator = customers.iterator():
3. 泛型使用举例
  1. 创建三个学生对象
  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.*;
@SuppressWarnings("all")
public class TestGeneric01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用泛型的方式给HashSet放入三个学生对象
        HashSet<Student> students = new HashSet<>();
        students.add(new Student("jack", 18));
        students.add(new Student("tom", 18));
        students.add(new Student("jack", 18));

        //遍历
        for (Student student : students) {
            System.out.println(student);
        }
        Iterator<Student> iterator = students.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Student next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }

        //使用泛型的方式给HashMap 放入3个学生对象
        HashMap<String, Student> hm = new HashMap<>();
        hm.put("tom",new Student("tom", 28));
        hm.put("smith",new Student("smith", 48));
        hm.put("hsp",new Student("hsp", 28));

        //迭代器遍历
        /*
            public Set> entrySet() {
                Set> es;
                return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
            }
         */
        Set<Map.Entry<String, Student>> entries = hm.entrySet();
        /*
         public final Iterator> iterator() {
                return new EntryIterator();
            }
         */
        System.out.println("===============================");
        Iterator<Map.Entry<String, Student>> iterator1 = entries.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Student> next = iterator1.next();
            System.out.println(next.getKey() + "-" + next.getValue());
        }

    }
}

/**
 * 1. 创建三个学生对象
 * 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;

    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 +
                '}';
    }
}
4. 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();
    List list2 = new ArrayList();
    第二个是错误的:它没有满足引用类型的条件
  2. 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
  3. 泛型的使用形式
    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.List;

/**
 * 05. 泛型细节
 **/
@SuppressWarnings("all")
public class GenericDetail {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 给泛型指向数据类型,要求是引用类型,不是能是基本数据类型
        ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>();
//        ArrayList ints = new ArrayList();//错误的

        //2. 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
        //  因为 E 指定了 A 类型 ,构造器传入了 new(A)
        Pig<A> aPig = new Pig<A>(new A());
        aPig.show();
        Pig<A> aPig1 = new Pig<A>(new B());
        aPig1.show();

        //3. 泛型的使用形式
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
        List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        //在实际开发中,我们往往简写
        //编译器会进行类型推断,推荐
        ArrayList<Object> list3 = new ArrayList<>();
        List<Integer> list4 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Pig> pigs = new ArrayList<>();

        //4. 如果是这样写 泛型默认是 Object
        ArrayList list = new ArrayList();//等价 ArrayList list = new ArrayList<>();
        list.add("xx");
        /*
            public boolean add(Object e) {
                ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
                elementData[size++] = e;
                return true;
            }
         */
        Tiger tiger = new Tiger();
        /*
        等价于
        class Tiger {
            Object e;
            public Tiger() {

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

    }
}
class A {}
class B extends A{}
class Tiger<E> {
    E e;
    public Tiger() {

    }
    public Tiger(E e) {
        this.e = e;
    }
}
class Pig<E> {
    E e;

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

03. 自定义泛型

1. 基本语法

class 类名 { //也可以是接口,…表示可以有多个泛型
成员
}

2. 注意细节

  1. 普通成员可以使用泛型(属性、方法)
  2. 使用泛型的数组,不能初始化
  3. 静态方法中不能使用类的泛型
  4. 泛型类的类型,是在创建对象时确定的(因为创建对象时,需要指定确定的类型)
  5. 如果在创建对象时,没有指定类型,默认为Object
package com.yzjedu.customgeneric_;

/**
 * 01. 自定义泛型
 **/
public class CustomGeneric01 {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
//解读
//1. Tiger 后面泛型,所以我们把Tiger 就称为自定义泛型类
//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. 使用泛型的数组,不能初始化
//6. 静态方法中不能使用类的泛型

class Tiger<T, R, M> {
    String name;
    R r;
    M m;
    T t;
    //    5.错误:因为数组在new 不能确定确定T的类型,就无法在内存开辟空间
//    T[] ts = new T[8];

    //6. 错误,一位静态是和类相关的,在类加载的时,对象还没有创建
    //所以,如果静态方法和静态属性使用了泛型,JVM无法完成初始化
//    public static void  m1(M m) {
//
//    }


    public Tiger(String name, R r, M m, T t) { //构造器使用泛型
        this.name = name;
        this.r = r;
        this.m = m;
        this.t = t;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public R getR() {
        return r;
    }

    public void setR(R r) { //方法使用到泛型
        this.r = r;
    }

    public M getM() {//返回类型可以使用泛型
        return m;
    }

    public void setM(M m) {
        this.m = m;
    }

    public T getT() {
        return t;
    }

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }
}

04. 自定义泛型方法

1. 语法

修饰符 返回类型 方法名(参数列表 ){
}

2. 注意细节

  1. 泛型方法,可以定义在普通类中,也可以定在泛型类中
  2. 当方法被调用时,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;


public class CustomMethodGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        //2. 当方法被调用时,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
        car.fly("300", 100.1);//当调用方法时,传入参数,编译器就会确定类型
        //4. 测试
        //  1. T - String  R - ArrayList
        Fish<String, ArrayList> fish = new Fish<>();
        fish.hello(new ArrayList(), 11.3f);

    }
}
//1. 泛型方法,可以定义在普通类中,也可以定在泛型类中
class Car { //普通类
    public void run() {//普通方法

    }
    public <T, R> void fly(T t, R r) { //泛型方法
        //说明泛型方法
        //1.  就是泛型
        //2. 是提供给fly使用的
        System.out.println(t.getClass());
        System.out.println(r.getClass());
    }
}
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

    }
    //4. 说明:
    //  1. 下面是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) {

        }
        //4. 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<K> void hello(R r, K k) {
        System.out.println(r.getClass() + " " + k. getClass());
    }
}

05. 泛型的继承和通配符

1. 泛型的继承和通配符说明

  1. 泛型不具备继承性
    List list = new ArrayList();//对吗?
  2. : 支持任意类型的泛型
  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类的父类, 不限于直接父类,规定了泛型的下限
  5. 2. 应用案例

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 03. Generic的通配符和继承
     **/
    public class GenericExtends {
        public static void main(String[] args) {
            Object o = new String("xx");
    
            //1. 泛型没有继承性
    //        List list = new ArrayList(); 错误的
    
            //举例说明下面三个方法的使用
            ArrayList<Object> list1= new ArrayList<>();
            ArrayList<String> list2= new ArrayList<>();
            ArrayList<AA> list3= new ArrayList<>();
            ArrayList<BB> list4= new ArrayList<>();
            ArrayList<CC> list5= new ArrayList<>();
            //如果是 List c, 可以接收任意的泛型类型
            printCollection1(list1);
            printCollection1(list2);
            printCollection1(list3);
            printCollection1(list4);
            printCollection1(list5);
            
            //List c 表示上限,可以接受 AA或者AA子类
    //        printCollection2(list1); ×
    //        printCollection2(list2); ×
            printCollection2(list3);
            printCollection2(list4);
            printCollection2(list5);
            
            //List 子类类名 AA: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); ×
        }
    
        //2. 编写几个方法
        //说明:List 表示任意的泛型类型可以接受
        public static void printCollection1(List<?> c) {
            for (Object object : c) {
                System.out.println(object);
            }
        }
    
        //3. ? 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);
            }
        }
        //4. List 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);
            }
        }
    }
    class AA {
    
    }
    
    class BB extends AA {
    
    }
    
    class CC extends BB {
    
    }
     
      

    06. JUnit

    1. 为什么需要Junit

    1. 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
    2. 如果有多个功能代码测试,就需要来回注销, 切换很麻烦
    3. 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, 就好了 -> JUnit

    2. 基本介绍

    1. JUnit是一个Java语言的单元测试框架
    2. 多数Java开发环境都已经集成了JUnit作为单元测试的工具

    3. JUnit加入方式

    1. JUnit有很多种加入方式,这里我只讲解最常见的加入方式
      1. 假如你写了两个方法分别是m1和m2
      2. 你可以在方法前加上@Test
      3. 第一次加入@Test 需要alt+ Enter快捷键 引入 JUnit5.4
      4. 等待下载完成即可
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    
    public class JUnit_ {
        public static void main(String[] args) {
            //传统方式
            new JUnit_().m1();
        }
    
        @Test
        public void m1() {
            System.out.println("m1方法被调用");
        }
        @Test
        public void m2() {
            System.out.println("m2方法被调用");
        }
    }
    

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