Java泛型
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泛型

泛型的本质是为了参数化类型(在不创建新的类型的情况下,通过泛型指定的不同类型控制形参具体限制的类型)。即操作的数据类型被指定为一个参数,这种参数类型可以用在 接口方法中,分别叫做泛型类泛型接口泛型方法

特点

泛型只在编译阶段有效

一个简单的测试:

可见通过它们的类类型可以看出,它们是相同的。在编译阶段,在检查完泛型结果后,会将泛型的相关信息擦除。即泛型信息不会进入到运行阶段的。

故:

泛型类型在逻辑上看以看成是多个不同的类型,实际上都是相同的基本类型

泛型类

基本写法:

class 类名称 <泛型标识>{
    private 
}

一个普通泛型类:

public class Generic<T> {
    private T key;

    public T getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(T key) {
        this.key = key;
    }
}

如果我们在使用泛型的时候,并没有指定类型的话,则会根据我们的实参来确定类型

泛型接口

基本模板:

public interface Generator<T>{
    public T create();
}

未指定实参类型时,在写子类的时候需要也加上泛型:

//未指定实参类型时,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
public class GeneratorImpl<T> implements Generator<T> {
    @Override
    public T create() {
        return null;
    }
}

指定了实参类型后,就不需要了:

public class GeneratorImpl2 implements Generator<String> {
    @Override
    public String create() {
        return null;
    }
}

这样我们就可以为一个泛型接口指定多个不同实参的实现类。

泛型通配符

我们写一个方法:

public static void showKeyValue(Generic<Number> obj){
    System.out.println(obj.getKey());
}

这个方法限定了参数类型为 Number

下面进行测试:

@Test
public void testShowKeyValue(){
    Generic<Integer> integerGeneric=new Generic<Integer>();
    integerGeneric.setKey(10);
    Generic<Number> numberGeneric=new Generic<Number>();
    numberGeneric.setKey(10);

    Generic.showKeyValue(numberGeneric);
    Generic.showKeyValue(integerGeneric);
}

可见虽然IntegerNumber的子类,但是却不能兼容。

故:

同一种泛型可以对应多个版本(因为参数类型是不确定的),不同版本的泛型类实例是不兼容的

我们可以将 showKeyValue方法改一下就可以了

public static void showKeyValue(Generic<?> obj){
    System.out.println(obj.getKey());
}

上面的 ? 就是类型通配符,注意: 此处的 ?是类型实参,不是类型形参

此处的?和NumberStringInteger一样都是一种实际的类型,看成所有类型的父类。是一种真实的类型。

当遇到具体类型不确定的时候,就可以使用 ? 不需要使用类型的具体功能方法时,只使用Object类中的功能时,可以使用 ?来表示未知类型。

泛型方法

泛型类是在实例化类的时候指定泛型的具体类型,而泛型方法是在调用方法的时候指定泛型的具体类型。

/**
 * 泛型方法的基本介绍
 * @param tClass 传入的泛型实参
 * @return T 返回值为T类型
 * 说明:
 *     1)public 与 返回值中间<T>非常重要,可以理解为声明此方法为泛型方法。
 *     2)只有声明了<T>的方法才是泛型方法,泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
 *     3)<T>表明该方法将使用泛型类型T,此时才可以在方法中使用泛型类型T。
 *     4)与泛型类的定义一样,此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
 */
public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
  IllegalAccessException{
        T instance = tClass.newInstance();
        return instance;
}

使用方法:

Object obj = genericMethod(Class.forName("com.test.test"));

更多的方法:

public class GenericTest {
   //这个类是个泛型类,在上面已经介绍过
   public class Generic<T>{     
        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
        }
        */
    }

    /** 
     * 这才是一个真正的泛型方法。
     * 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T
     * 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置.
     * 泛型的数量也可以为任意多个 
     *    如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
     *        ...
     *        }
     */
    public <T> T showKeyName(Generic<T> 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;
    }

    //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<Number>这个泛型类做形参而已。
    public void showKeyValue1(Generic<Number> 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<T>,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> T showKeyName(Generic<E> 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){

    }
    */

    public static void main(String[] args) {


    }
}

泛型类中泛型方法

public class GenericFruit {
    static class Fruit{
        @Override
        public String toString() {
            return "Fruit";
        }
    }

    static class Apple extends Fruit{
        @Override
        public String toString() {
            return "Apple";
        }
    }

    static class Person{
        @Override
        public String toString() {
            return "Person";
        }
    }

    static class GenericTest<T>{
        public void show_1(T t){
            System.out.println(t);
        }

        //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<E>,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 <E> void show_3(E e){
            System.out.println(e);
        }

        //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 <T> void show_2(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Apple apple=new Apple();
        Person person=new Person();
        GenericTest<Fruit> genericTest=new GenericTest<Fruit>();

        //apple是Fruit的子类,所以这里可以
        genericTest.show_1(apple);
        //编译器会报错,因为泛型类型实参指定的是Fruit,而传入的实参类是Person
        //generateTest.show_1(person);

        //使用这两个方法都可以成功
        genericTest.show_2(apple);
        genericTest.show_2(person);
        
        //使用这两个方法都可以成功
        genericTest.show_3(apple);
        genericTest.show_3(person);

    }
}

泛型方法与可变参数

还是像上面声明泛型方法一样的:

public <T> void printArgs(T... args){
    for (T t : args) {
        System.out.println(t);
    }
}

静态方法与泛型

因为静态方法属于类的,故如果静态方法要使用泛型的话,必须将静态方法也定义成泛型方法

public class StaticGenerator<T> {
    ....
    ....
    /**
     * 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 <T> void show(T t){

    }
}

泛型的上下边界

我们在使用泛型的时候,可以为传入的泛型指定上下边界,如:类型实参只能是某种类型的父类或某种类型的子类。

public void showKeyValue1(Generic<? extends Number> obj){
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}
Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");
Generic<Integer> generic2 = new Generic<Integer>(2222);
Generic<Float> generic3 = new Generic<Float>(2.4f);
Generic<Double> generic4 = new Generic<Double>(2.56);

//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);

showKeyValue1(generic2);
showKeyValue1(generic3);
showKeyValue1(generic4);

当然也可以把泛型类添加上边界

public class Generic<T extends Number>{
    private T key;

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

    public T getKey(){
        return key;
    }
}
//这一行代码也会报错,因为String不是Number的子类
Generic<String> generic1 = new Generic<String>("11111");

泛型方法添加上下界

//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<T>上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加
//public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container),编译器会报错:"Unexpected bound"
public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
    System.out.println("container key :" + container.getKey());
    T test = container.getKey();
    return test;
}

最后总结:泛型的上下边界添加,必须与泛型的声明在一起

泛型数组

也就是说下面的这个例子是不可以的:

List<String>[] ls = new ArrayList<String>[10]; 

而使用通配符创建泛型数组是可以的,如下面这个例子:

List<?>[] ls = new ArrayList<?>[10]; 

这样也是可以的:

List<String>[] ls = new ArrayList[10];

数组的类型不可以是类型变量,除非是采用通配符的方式

参考文章:java 泛型详解

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