Java基础 | 泛型

Java基础 | 泛型

概念

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)。

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 JDK5.0 之前只能把元素类型设计为 Object,JDK5.0 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,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。

如果不使用泛型,使用集合存储的对象可以是任何类型,出现类型安全问题,在使用集合中存储的对象时,需要进行强制转换,可能出现 ClassCastException

不使用泛型

泛型在集合中的使用

  • 集合接口或集合类在 JDK5.0 时都修改为带泛型的结构
  • 在实例化集合类时,可以指明具体的泛型类型
  • 指明完以后,在集合类或接口中凡是内部结构使用到类的泛型的位置,都指定为实例化的泛型类型
  • 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,用包装类替换
  • 如果实例化时,没指明泛型的类型,默认类型为java.lang.Object

使用泛型

// 创建集合类实例时,指定类型参数(泛型)的实际类型
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(11);
list.add(22);
list.add(33);

// 无法添加非 Integer 类型的对象,编译无法通过
//list.add("string");

// 使用带泛型的迭代器遍历
Iterator<Integer> it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
    // 明确了元素类型,直接使用对应的类型变量接受,不用强转,不会出错
    int num = it.next();
    System.out.println(num);
}

/*以上遍历也可使用增强 for,IDEA 推荐*/
for (int num : list) {
    System.out.println(num);
}

嵌套使用泛型

HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple",98);
map.put("huawei",100);
map.put("xiaomi",99);
Set<HashMap.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
Iterator<HashMap.Entry<String,Integer>> it = entrySet.iterator();
while(it.hasNext()) {
    HashMap.Entry<String,Integer> ele = it.next();
    String k = ele.getKey();
    Integer v = ele.getValue();
    System.out.println("key:" + k + " ,value:" + v);
}

自定义泛型类、泛型接口、泛型方法

泛型类和泛型接口

class Order<T> {
    String name;
    int id;
    T orderT;
    T[] arrT;

    public Order(String name, int id, T orderT) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.orderT = orderT;

        //arrT = new T[100];
        arrT = (T[]) new Object[100];
    }

    public T[] getArrT() {
        return arrT;
    }

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

    // 静态方法中不能使用类的泛型
    // public static void setOrderT(T orderT) {}

    // 异常类不能是泛型的
    /*
    public void show() {
        try{

        }catch(T t) {

        }
    }
     */
}

注意

  1. 类名后加 <类型参数名> 可以在类内部使用该泛型
  2. 不可以直接 new 泛型类型
  3. 静态方法不能使用类的泛型,类的泛型的具体类型是在创建对象时才确定的
  4. 异常类不能是泛型的
  5. 如果定义了泛型类,实例化没指明类的泛型,则认为此泛型类型为 Object 类型
  6. 泛型不同的引用不能互相赋值

泛型方法

public static <E> List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){
    ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
    for(E e : arr){
        list.add(e);
    }
    return list;

}

注意

  1. 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任何关系,也就是说,泛型方法所属的类是不是泛型类都没关系。
  2. 泛型方法,可以声明为静态的。因为泛型参数是在调用该泛型方法时确定的,并非在实例化类时确定。

泛型在继承上的体现

  1. 父类有泛型,子类可以选择保留泛型,也可选择指定泛型

    1. 子类不保留父类的泛型,按需实现
      • 没有类型
      • 具体类型
    2. 子类保留父类的泛型
      • 全部保留
      • 部分保留
  2. 如果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

  3. 假设存在 3 个类 G、A、B,其中类 A 是类 B 的父类,但是

    • 类 A<G> 是类 B<G> 的父类
    • 类 G<A> 和类 G<B>二者不具备子父类关系,二者是并列关系

通配符

非限定通配符

  • 类 \G<?> 是 类 G<A> 和类 G<\B> 的共同的父类
  • 使用通配符 <?> 作为泛型的容器不能添加数据(除了添加null),可以获取数据
ArrayList<?> list = new ArrayList<>();
// list.add("string");
list.add(null);
System.out.println(list.get(0)); // null

限定通配符

  • 使用 List<? extends C> list 这种形式,表示 list 可以引用一个 ArrayList(或者其它 List 的 子类)的对象,这个对象包含的元素类型是 C 的子类型(包含 C 本身)的一种,也就是指定了上限,但是
    • 允许调用 get() 获取 C 类型及以上的引用并赋值给 C (或者其父类)类型变量,因为存放的对象最高是 C 类的,向上转型可以安全接收
    • 不允许调用 set() 存放任何类型的元素,因为容器内部并不知道具体存放了何种类型的对象(但是可以存放 null)
  • 使用 List<? super C> list 这种形式,表示 list 可以引用一个 ArrayList(或者其它 List 的 子类)的对象,这个对象包含的元素就类型是 C 的超类型(包含 C 本身)的一种,即指定了下限,但是
    • 允许调用 set() 存放任意类型的对象,因为已经知道了要存的对象至少是 A 类型的
    • 调用 get() 取出的元素只能赋给 Object,因为存入的具体类型的上限不知道,只能赋给 Object

参考

Java 泛型总结(三):通配符的使用