JavaSE_day24_泛型

泛型概述

泛型的设计背景

集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的 对象，所以在JDK1.5之前只能把元素类型设计为Object，JDK1.5之后使用泛型来 解决。因为这个时候除了元素的类型不确定，其他的部分是确定的，例如关于 这个元素如何保存，如何管理等是确定的，因此此时把元素的类型设计成一个 参数，这个类型参数叫做泛型。Collection，List，ArrayList 这个就 是类型参数，即泛型。

泛型的概念

• 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）。
• 从JDK1.5以后，Java引入了“参数化类型（Parameterized type）”的概念， 允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型，正如：List，这表明 该List只能保存字符串类型的对象。
• JDK1.5改写了集合框架中的全部接口和类，为这些接口、类增加了泛型支持， 从而可以在声明集合变量、创建集合对象时传入类型实参。

泛型的好处

• 解决元素存储的安全性问题，好比商品、药品标签，不会弄错。
• 解决获取数据元素时，需要类型强制转换的问题，好比不用每回拿商品、药品都要辨别。

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。

package demo04;package com.atguigu.java;import org.junit.Test;import java.util.*;/*** 泛型的使用* 1.jdk 5.0新增的特性*

* 2.在集合中使用泛型：* 总结：* ① 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。* ② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型* ③ 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)* ④ 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* ⑤ 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。*/
public class GenericTest {//在集合中使用泛型之前的情况：@Testpublic 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ClassCastExceptionint stuScore = (Integer) score;System.out.println(stuScore);}}//在集合中使用泛型的情况：以ArrayList为例@Testpublic void test2() {ArrayList list = new ArrayList();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");Iterator 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@Testpublic void test3() {
// Map map = new HashMap();//jdk7新特性：类型推断Map 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> entry = map.entrySet();//获取迭代器Iterator> iterator = entry.iterator();while (iterator.hasNext()) {Map.Entry e = iterator.next();String key = e.getKey();Integer value = e.getValue();System.out.println(key + "----" + value);}}}


自定义泛型结构

泛型的声明

• interface List 和 class GenTest 其中，T,K,V不代表值，而是表示类型。这里使用任意字母都可以。 常用T表示，是Type的缩写。

泛型的实例化：

• 一定要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如： List strList = new ArrayList(); 
• T只能是类，不能用基本数据类型填充。但可以使用包装类填充
• 把一个集合中的内容限制为一个特定的数据类型，这就是generics背后 的核心思想

注意事项

• 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：
• 泛型类的构造器如下：public GenericClass(){}。 而下面是错误的：public GenericClass(){}
• 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。
• 泛型不同的引用不能相互赋值。 例如：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。
•  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。
• 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。
•  jdk1.7，泛型的简化操作：ArrayList flist = new ArrayList<>();
• 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。
• 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。
• 异常类不能是泛型的
• 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。
• 父类有泛型，子类可以选择保留泛型也可以选择指定具体的泛型类型。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

含有泛型类

定义格式 ：

代码示例，定义泛型类

package demo04;
/*定义一个含有泛型的类,模拟ArrayList集合泛型是一个未知的数据类型,当我们不确定什么什么数据类型的时候,可以使用泛型泛型可以接收任意的数据类型,可以使用Integer,String,Student...创建对象的时候确定泛型的数据类型*/
public class GenericClass {private E name;public E getName() {return name;}public void setName(E name) {this.name = name;}
}

什么时候确定泛型为具体的类型：在创建对象的时候确定泛型

package demo04;public class Demo02GenericClass {public static void main(String[] args) {//不写泛型默认为Object类型GenericClass gc = new GenericClass();//创建GenericClass对象,泛型使用Integer类型GenericClass gc2 = new GenericClass<>();//创建GenericClass对象,泛型使用String类型GenericClass gc3 = new GenericClass<>();}
}

含有泛型的方法

定义格式：

[访问权限] <泛型> 返回类型 方法名([泛型标识 参数名称]) 抛出的异常

示例代码，带有泛型方法的类

package demo04;
/*定义含有泛型的方法:泛型定义在方法的修饰符和返回值类型之间格式:修饰符 <泛型> 返回值类型 方法名(参数列表(使用泛型)){方法体;}含有泛型的方法,在调用方法的时候确定泛型的数据类型传递什么类型的参数,泛型就是什么类型*/
public class GenericMethod {//定义一个含有泛型的方法public void method01(M m){System.out.println(m);}//定义一个含有泛型的静态方法public static void method02(S s){System.out.println(s);}
}

什么时候确定泛型为具体的类型：调用方法时，确定泛型的类型

package demo04;
/*测试含有泛型的方法*/
public class Demo03GenericMethod {public static void main(String[] args) {//创建GenericMethod对象GenericMethod gm = new GenericMethod();/*调用含有泛型的方法method01传递什么类型,泛型就是什么类型*/gm.method01(10);gm.method01("abc");gm.method01(8.8);gm.method01(true);gm.method02("静态方法,不建议创建对象使用");//静态方法,通过类名.方法名(参数)可以直接使用GenericMethod.method02("静态方法");GenericMethod.method02(1);}
}

含有泛型的接口

定义格式：

代码示例，定义含有泛型的接口

package demo04;
/*定义含有泛型的接口*/
public interface GenericInterface {public abstract void method(I i);
}

定义类时确定泛型的类型

package demo04;
/*含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型public interface Iterator {E next();}Scanner类实现了Iterator接口,并指定接口的泛型为String,所以重写的next方法泛型默认就是Stringpublic final class Scanner implements Iterator{public String next() {}}*/
public class GenericInterfaceImpl1 implements GenericInterface{@Overridepublic void method(String s) {System.out.println(s);}
}

或者，始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型

package demo04;/*含有泛型的接口第二种使用方式:接口使用什么泛型,实现类就使用什么泛型,类跟着接口走就相当于定义了一个含有泛型的类,创建对象的时候确定泛型的类型public interface List{boolean add(E e);E get(int index);}public class ArrayList implements List{public boolean add(E e) {}public E get(int index) {}}*/
public class GenericInterfaceImpl2 implements GenericInterface {@Overridepublic void method(I i) {System.out.println(i);}
}

创建对象，确定泛型

package demo04;
/*测试含有泛型的接口*/
public class Demo04GenericInterface {public static void main(String[] args) {//创建GenericInterfaceImpl1对象.泛型实现类的时候，已经确定GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl1();gi1.method("字符串");//创建GenericInterfaceImpl2对象,，泛型是IntegerGenericInterfaceImpl2 gi2 = new GenericInterfaceImpl2<>();}
}

泛型通配符

当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符表示。但是一旦使用泛型的通配 符后，只能使用Object类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

• 泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用?,?表示未知通配符。 此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

package demo04;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;/*泛型的通配符:?:代表任意的数据类型使用方式:不能创建对象使用只能作为方法的参数使用*/
public class Demo05Generic {public static void main(String[] args) {ArrayList list01 = new ArrayList<>();list01.add(1);list01.add(2);ArrayList list02 = new ArrayList<>();list02.add("a");list02.add("b");printArray(list01);printArray(list02);//ArrayList list03 = new ArrayList();}/*定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合这时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以泛型的通配符?来接收数据类型注意:泛型没有继承概念的*/public static void printArray(ArrayList list){//使用迭代器遍历集合Iterator it = list.iterator();while(it.hasNext()){//it.next()方法,取出的元素是Object,可以接收任意的数据类型Object o = it.next();System.out.println(o);}}
}

 通配符高级使用----受限泛型

之前设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在JAVA的泛型中可以指定一个 泛型的上限和下限。

泛型的上限：

• 格式： 类型名称 对象名称
• 意义： 只能接收该类型及其子类

泛型的下限：

• 格式： 类型名称 对象名称
• 意义： 只能接收该类型及其父类型  

// 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类public static void getElement1(Collection coll){}// 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类public static void getElement2(Collection coll){}