13 泛型_牛客博客

13.1 为什么要有泛型（Generic）

泛型：标签。
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，如何管理等时确定的，因此此时把元素的类型设计成一个参数，这个类型参数叫泛型。Collection<e>、List<e>、ArrayList<e>，这个<e>就是类型参数，即泛型。</e></e></e></e>

1、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<string>，这表明该List智能保存字符串类型的对象。</string>
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。

13.2 在集合中使用泛型

    import org.junit.jupiter.api.Test;

    import java.util.*;

    public class GenericTest {
        /**
         * 在集合中使用泛型之前
         */
        @Test
        public 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，可能出现类型java.lang.ClassCastException
                int stuScore = (int) score;
                System.out.println(stuScore);
            }
        }

        /**
         * 在集合中使用泛型：以ArrayList为例
         */
        @Test
        public void test2() {
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            list.add(78);
            list.add(87);
            list.add(99);
            list.add(65);
    //        list.add("Tom"); 编译时，就会进行类型检查，保证数据的安全
            // 遍历方式一：
            for (Integer score : list) {
                // 避免了强转操作
                int stuScore = score;
                System.out.println(stuScore);
            }
            // 遍历方式二：
            Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                Integer stuScore = iterator.next();
                System.out.println(stuScore);
            }
        }

        /**
         * 在集合中使用泛型：以HashMap为例
         */
        @Test
        public void test3() {
            HashMap<String, Integer> 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<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
            Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entries.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                Map.Entry<String, Integer> next = iterator.next();
                System.out.println(next.getKey() + "=" + next.getValue());
            }
        }
    }

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，内部结构使用到类的泛型的位置，都指定为实例化的类型。
  - 比如：add(E e) —>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，用各自的包装类替换。
5. 如果实例化时，没有指明泛型的类型，默认类型为java.lang.Object。

13.3 自定义泛型结构

泛型类、泛型接口、泛型方法。

1、自定义泛型类、泛型接口

    public class Order<T> {
        private String orderName;
        private int orderId;

        // 类的内部就可以使用类的泛型T
        private T orderT;

        public Order() {}
        public Order(String orderName, int orderId, T orderT) {
            this.orderName = orderName;
            this.orderId = orderId;
            this.orderT = orderT;
        }
            // 如下的三个方法都不是泛型方法
        public T getOrderT() {
            return orderT;
        }

        public void setOrderT(T orderT) {
            this.orderT = orderT;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Order{" +
                    "orderName='" + orderName + '\'' +
                    ", orderId=" + orderId +
                    ", orderT=" + orderT +
                    '}';
        }
    }

2、泛型类的使用

    import org.junit.jupiter.api.Test;

    public class GenericTest {
        @Test
        public void test1() {
            // 如果定义了泛型类，实例化时没有指明类的泛型，则认为此泛型类型为Object类型
            // 要求：如果大家定义了类是带泛型的，建议在实例化时要指明类的泛型。
            Order order = new Order();
            order.setOrderT(123);
            order.setOrderT("ABC");     // java.lang.ClassCastException

            // 建议：实例化时指明类的泛型
            Order<String> order1 = new Order<>("orderAA", 1001, "order:AA");
            order1.setOrderT("AA:hello");
        }
    }

3、自定义泛型类、泛型接口的注意点

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：<E1, E2, E3>
泛型类的构造器如下：public GenericClass(){}；而下面的是错误的：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，尽管在编译时ArrayList<string>和ArrayList<integer>是两种类型，但是，在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。</integer></string>
```
    @Test
        public void test3() {
            ArrayList<String> list1 = null;
            ArrayList<Integer> list2 = null;
    //        list1 = list2; Incompatible types.
        }
```
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<fruit> fruit = new ArrayList<>();</fruit>
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，也可以选择指定泛型类型：

    class Father<T1, T2> {}

    // 子类不保留父类的泛型
    // 1)没有类型：擦除
    class Son1 extends Father {}
    // 等价于
    class Son1 extends Father<Object, Object> {}
    // 2)具体类型
    class Son2 extends Father<Integer, String> {}
    // 3)没有类型：擦除
    class Son<A, B> extends Father {}
    // 等价于
    class Son<A, B> extends Father<Object, Object> {}

    // 子类保留父类的泛型
    // 1)全部保留
    class Son3<T1, T2> extends Father<T1, T2> {}
    class Son<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {}
    // 2)部分保留
    class Son4<T2> extends Father<Integer, T2> {}
    class Son<T2, A, B> extends Father<Integer, T2> {}

子类不保留父类的泛型：按需实现

没有类型：擦除

具体类型

public class SubOrder extends Order<Integer> {
}

@Test
public void test2() {
    SubOrder sub1 = new SubOrder();
    // 由于子类在继承带泛型的父类时，指明了泛型类型，则实例化子类对象时，不再需要指明泛型
    sub1.setOrderT(1122);
}

子类保留父类的泛型：泛型子类

全部保留

部分保留

public class SubOrder1<T> extends Order<T> {
}

@Test
public void test3() {
    SubOrder1<String> sb = new SubOrder1<>();
    sb.setOrderT("AAA");
}

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。

4、自定义泛型方法

泛型方法：在方法中出现了泛型的结构，泛型参数与类的泛型参数没有关系。
换句话说，泛型方法所属的类是不是泛型类都没有关系。
泛型方法，可以声明为静态的。原因：泛型参数是在调用方法时确定的，并非在实例化类时确定。
```
public <T> T[] toArray(T[] a) {};
public static <T> T[] toArray(T[] a) {};
```
13.4 泛型在继承上的体现

虽然类A是类B的父类，但是G和G二者不具备子父类关系，二者是并列关系。

import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.List;

public class GenericTest {
    @Test
    public void test1() {
        Object obj = null;
        String str = null;
        obj = str;

        Object[] arr1 = null;
        String[] arr2 = null;
        arr1 = arr2;

        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;

//        list1 = list2;  编译不通过：此时的list1和list2不具备子父类关系。
        /**
         * 反证法：
         *      假设list1 = list2;
         *      list1.add(123);导致混入非String的数据，出错。
         */
    }
}

类A是类B的父类，A<g>是B<g>的父类。</g></g>

import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class GenericTest {
    @Test
    public void test1() {
        List<String> list = null;
        ArrayList<String> list1 = null;
        list = list1;
                List<String> list2 = new ArrayList<>();
    }
}

13.5 通配符的使用

通配符：?
类A是类B的父类，G和G是没有关系的，二者共同的父类是：G<?>。

对于List<?>，不能向其内部添加数据，除了添加null之外。

import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class GenericTest {
    @Test
    public void test1() {
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        List<?> list = null;
        list = list1;
        list = list2;
        // 编译通过
//        print(list1);
//        print(list2);

        List<String> list3 = new ArrayList<>();
        list3.add("AA");
        list3.add("BB");
        list3.add("CC");
        list = list3;
        // 添加（写入）：对于List<?>就不能向其内部添加数据。

//        list.add("a");
        // 除了添加null之外。
        list.add(null);
        // 获取（读取）：允许读取数据，读取的数据类型为Object
        Object o = list.get(0);
        System.out.println(o);  // AA
    }
    public void print(List<?> list) {
        Iterator<?> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
    }
}

有限制条件的通配符：

<? extends A>
- G<? extends A>可以作为G和G的父类的，其中B是A的子类。

<? super A>

G<? super A>可以作为G和G的父类的，其中B是A的父类。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class GenericTest {
@Test
public void test1() {
    List<? extends Person> list1 = null;
    List<? super Person> list2 = null;
    List<Student> list3 = new ArrayList<>();
    List<Person> list4 = new ArrayList<>();
    List<Object> list5 = new ArrayList<>();
    list1 = list3;
    list1 = list4;
//        list1 = list5; 编译不通过
//        list2 = list3; 编译不通过
    list2 = list4;
    list2 = list5;                      
    // 读取数据：
    list1 = list4;
    Person person = list1.get(0);
//        Student student = list1.get(0); 编译不通过
    list2 = list4;
    Object object = list2.get(0);
//        Person person1 = list2.get(0);  编译不通过
    //写入数据：
//        list1.add(new Student()); 编译不通过
    list2.add(new Person());
    list2.add(new Student());
}
}

13.6 泛型应用举例

    import java.util.*;

    public class DAO<T> {
        private Map<String, T> map;

        public DAO() {
            map = new HashMap<>();
        }

        public void save(String id, T entity) {
            map.put(id, entity);
        }

        public T get(String id) {
            return map.get(id);
        }

        public void update(String id, T entity) {
            if (map.containsKey(id)) {
                map.put(id, entity);
            }
        }

        public List<T> list() {
            List<T> list = new ArrayList<>();
            Collection<T> values = map.values();
    //        list.addAll(values);
            for (T t : values) {
                list.add(t);
            }
            return list;
        }

        public void delete(String id) {
            map.remove(id);
        }
    }

    import java.util.Objects;

    public class User {
        private String name;
        private int id;
        private int age;

        public User() {
        }

        public User(String name, int id, int age) {
            this.name = name;
            this.id = id;
            this.age = age;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

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

        public int getId() {
            return id;
        }

        public void setId(int id) {
            this.id = id;
        }

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "User{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", id=" + id +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            User user = (User) o;
            return id == user.id &&
                    age == user.age &&
                    Objects.equals(name, user.name);
        }

        @Override
        public int hashCode() {

            return Objects.hash(name, id, age);
        }
    }

13 泛型

13.1 为什么要有泛型（Generic）

1、泛型的概念

13.2 在集合中使用泛型

13.3 自定义泛型结构

1、自定义泛型类、泛型接口

2、泛型类的使用

3、自定义泛型类、泛型接口的注意点

4、自定义泛型方法

13.4 泛型在继承上的体现

13.5 通配符的使用

13.6 泛型应用举例