Java基础教程——泛型

Posted 2022-04-08 tigerlion

泛型

Generics：泛型，愿意指“无商标的”。

泛型，可以理解为“宽泛的数据类型”，就是将类型由原来的具体的类型泛化。

泛型在建立对象时不指定类中属性的具体类型，而是在声明及实例化对象时由外部指定。泛型可以提高数据安全性。

List中应用了泛型，在编译期对数据类型进行严格 检查，如果类型不匹配，编译无法通过。
示例 :

public interface List<E> extends Collection<E>

E:Element

T:Type

---

泛型的本质是为了参数化类型,即在不创建新类型的情况下，通过泛型指定的不同类型（类型形参），调用时传入具体的类型（类型实参）。

在使用泛型过程中，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类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型类

public class 泛型_类 
    public static void main(String[] args) 
        车<Girl> v = new 车<Girl>();
        v.add(new Girl());
        // 不让上车
        // v.add(new Boy());
    

abstract class Person 

class Boy extends Person 

class Girl extends Person 

class 车<T> 
    public T add(T arg) 
        System.out.println(arg.getClass());
        return arg;
    

泛型接口

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。

public interface Generator<T> 
    public T getS();

泛型接口的两种使用方法（以ArrayList和Scanner为例）：

import java.util.*;
interface IGenerics<E> 
    void m(E e);

// 仿照ArrayList<E>，implements List<E>
// 实现类还是泛型
class MyList<E> implements IGenerics<E> 
    @Override
    public void m(E e) 
        List<E> lst = new ArrayList<>();
    

// 仿Scanner类， implements Iterator<String>
// 直接指定泛型为String
class MyScanner implements IGenerics<String> 
    @Override
    public void m(String e) 
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
    

public class 泛型接口 
    public static void main(String[] args) 
        // 定义时未指定类型，实例化需要指定类型
        MyList<Integer> my1 = new MyList<>();
        my1.m(1);
        // 定义时已经指定类型，实例化不用指定
        MyScanner my2 = new MyScanner();
        my2.m("A");
    

泛型方法

泛型定义在修饰符和返回类型之间，在参数列表中使用泛型。
泛型方法主要针对参数有泛型（如集合）的场景，如果把下例的参数List改为数组则和Object没有太大区别

import java.util.*;
public class 泛型方法 
    public static <T> int find(List<T> lst, T a) 
        int indexOf = -1;
        if (lst != null) 
            indexOf = lst.indexOf(a);
        
        return indexOf;
    
    public static void main(String[] args) 
        int find = find(new ArrayList<String>(), "A");
        System.out.println(find);
        // 编译不通过：find(new ArrayList<Integer>(), "A");
    

说明：

泛型的参数类型只能是类类型，不能是简单类型。比如，<int>是不可使用的。
可以声明多个泛型参数类型，比如<T,P,Q…>，同时还可以嵌套泛型，例如：<List<String>>。
泛型的参数类型可以使用extends语句，例如<T extends superclass>。
使用extends语句将限制泛型参数的适用范围，只能是指定类型的子类。
|-例如：<T extends Collection> ，则表示该泛型参数的使用范围是所有实现了Collection接口的calss。如果传入<String>则程序编译出错。

示例【T extends Collection】：

import java.util.*;
public class 泛型extends 
    public static <A extends Collection> void find(A arg1, int arg2) 
    
    public static void main(String[] args) 
        find(new ArrayList(), 5);
        // 不是Collection的子类，编译不通过：
        // find(new String(), 5);
    

<?>通配符

<?>用于承接不同类型的泛型对象。

不知道使用什么类型接收数据时，使用？通配符。

此时只能接收数据，不能往该集合中存储数据。

import java.util.*;
public class 泛型_通配符 
    public static void main(String[] args) 
        List<String> lst1 = new ArrayList<String>();
        lst1.add("A");
        List<Integer> lst2 = new ArrayList<Integer>();
        lst2.add(1);
        printList_T(lst1);
        printList_T(lst2);
        System.out.println("----------");
        printList(lst1);
        printList(lst2);
    
    // 用常规泛型写，比较麻烦
    private static <T> void printList_T(List<T> list) 
        list.add(list.get(0));
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) 
            Object o = list.get(i);
            System.out.println(o);
        
    
    // 用泛型通配符写简单
    private static void printList(List<?> list) 
        // ?不能写入，此处编译错误：list.add(list.get(0));
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) 
            Object o = list.get(i);
            System.out.println(o);
        
    

通配符界限

<? extends T>：是 “上界通配符（Upper Bounds Wildcards）”，泛型只能是T的子类/本身
<? super T>：是 “下界通配符（Lower Bounds Wildcards）”，泛型只能是T的父类/本身
参见：泛型通配符界限问题: https://www.cnblogs.com/tigerlion/p/10659515.html

定义三个类，Fruit->Apple->RedApple，声明ArrayList，有如下现象：

import java.util.*;
public class 泛型_通配符边界2 
    public static void main(String[] args) 
        ArrayList<Apple> p1 = new ArrayList<Apple>();
        // 【震惊！装得了苹果，装不了红苹果】
        // ↓Type mismatch:
        // cannot convert from ArrayList<RedApple> to ArrayList<Apple>
        // ArrayList<Apple> p2 = new ArrayList<RedApple>();
    

class Fruit 

class Apple extends Fruit 

class RedApple extends Apple 

解决方案就是

【1.<? extends Fruit>，定类型继承关系的上界】
【2.<? super Apple>，确定类型继承关系的下界】

解决方案如下，照着注释看便是

package ah;
import java.util.*;
// 先定义三个类：水果、苹果、红苹果
class Fruit 

class Apple extends Fruit 

class RedApple extends Apple 

public class 泛型_通配符边界 
    public static void main(String[] args) 
        ArrayList<Apple> p1 = new ArrayList<Apple>();
        // 【震惊！装得了苹果，装不了红苹果】
        // ↓Type mismatch:
        // cannot convert from ArrayList<RedApple> to ArrayList<Apple>
        // ArrayList<Apple> p2 = new ArrayList<RedApple>();
        // 【1.<? extends Fruit>，定类型继承关系的上界：】
        // 能装Apple以及一切Apple的派生类
        ArrayList<? extends Apple> p3 = new ArrayList<Apple>();
        p3 = new ArrayList<RedApple>();
        // ↓上层的类不接受
        // Type mismatch:
        // cannot convert from ArrayList<Fruit> to ArrayList<? extends Apple>
        // p3 = new ArrayList<Fruit>();
        // 【然而，extends是只读的，不能写入】
        // p3.add(new Apple());
        if (p3.size() != 0) 
            Apple apple = p3.get(0);
        
        // 【2.<? super Apple>，确定类型继承关系的下界】
        // 能装苹果以及一切苹果的基类
        ArrayList<? super Apple> p4 = new ArrayList<Apple>();
        p4 = new ArrayList<Fruit>();
        p4 = new ArrayList<Apple>();
        // Type mismatch:
        // cannot convert from ArrayList<RedApple> to ArrayList<? super Apple>
        // p4 = new ArrayList<RedApple>();
        // 【可读可写，读出来的是Object类型】
        p4.add(new RedApple());// 子类对象但是可以写进入，因为默认向上转型
        Object object = p4.get(0);
        System.out.println(object);
        // 最后，其实JDK 7之后,后面的<>里什么都不用写
        List<Apple> p2 = new ArrayList<>();