Java - 泛型

一、泛型概述

• 泛型：JDK1.5设计了泛型的概念，泛型即为“类型参数”，这个类型参数在声明它的类、接口或方法中，代表未知的通用的类型

• 泛型的优点：避免类型转换，通过编译提示异常来保证安全

• 泛型语法：<类型>

• • 一般形式为，这里可以看做类型形参，等看做类型实参

• 泛型之后的Java数据类型

• • Class：Class类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口
• • • GenericArrayType：泛化的数组类型，即T[]
    • ParameterizedType：参数化类型（例如：Comparator，Comparator）
    • TypeVariable：类型变量（例如：Comparator中的T，Map<K,V>中的K,V）
    • WildcardType：通配符类型（例如：Comparator<?>）

二、泛型类与泛型接口

• 语法格式：class 类名/接口名 <类型变量列表>

• 核心类库中的泛型类/接口

• • 集合框架内的相关类和接口
  • Comparator接口
  • Comparable接口

• 自定义泛型类/接口

• • 使用场景：
• • • 当某个类/接口的非静态变量的类型不确定，需要在创建对象或子类继承时才能确定
    • 当某个（些）类/接口的非静态方法的形参类型不确定，需要在创建对象或子类继承时才能确定
• • <类型变量列表>可以是一个或多个类型变量，一般都是使用单个的大写字母表示

• 泛型类/接口的使用：需要在创建泛型类的对象时指定类型变量对应的实际类型参数

• • 实际类型参数必须是引用数据类型，不能是基本数据类型
  • 子类/接口继承泛型父类/接口、或实现类实现泛型父接口时
• • • 父类/接口指定类型变量对应的实际类型参数，此时子类或实现类不再是泛型类
• • • 父类/接口指定类型变量（该类型变量可以和原来字母一样，也可以换一个字母），此时子类、子接口、实现类仍然是泛型类或泛型接口
• • 泛型不存在多态现象，指定泛型实参时，必须左右两边一致
  • <类型变量列表>中的类型变量不能用于类的静态成员

JDK1.7支持简写形式：Student stu1 = new Student<>();

三、泛型方法

• 语法格式：【修饰符】 <类型变量列表> 返回值类型 方法名(【形参列表】)【throws 异常列表】{}

• 核心类库中的泛型方法

• • java.util.Arrays数组工具类的大多数方法

• 自定义泛型方法

• • 使用场景：
• • • 定义类、接口时没有使用<类型变量>，但是某个方法形参类型不确定
    • 当某个静态方法的形参类型不确定时，静态方法可以单独定义<类型变量>
• • <类型变量列表>：可以是一个或多个类型变量，一般都是使用单个的大写字母表示

• 泛型方法的使用：方法调用时，实参的类型确定泛型方法类型变量的具体类型

四、类型变量的上限

• 语法格式：

• • 单个上限：<类型变量 extends 上限>
  • 多个上限：<类型变量 extends 上限1 & 上限2>（只能有一个类，且必须写在最左边）

• 如果在声明<类型变量>时没有指定任何上限，默认上限是java.lang.Object

五、泛型的擦除

• 泛型擦除：当使用参数化类型的类/接口或方法时，没有指定泛型，则自动按照最左边的第一个上限处理（如果没有指定上限，上限为Object）

package com.atguigu.wildcard;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class TestProblem {
    public static void m1(Collection<Object> coll){
        for (Object o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }
    public static void m2(Collection coll){
        for (Object o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }
    public static <T> void m3(Collection<T> coll){
        for (T o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        m1(new ArrayList<Object>());//Collection<Object> coll = new ArrayList<Object>();
        m1(new ArrayList<>());//Collection<Object> coll = new ArrayList<>();//与上面完全等价
        m1(new ArrayList());//Collection<Object> coll = new ArrayList();//有警告
//        m1(new ArrayList<String>());//Collection<Object> coll = new ArrayList<String>();//错误

        //编译看左边，左边泛型擦除，此处泛型按照Object处理，右边泛型指定啥都没用
        m2(new ArrayList<Object>());//Collection coll = new ArrayList<Object>();
        m2(new ArrayList<>());//Collection coll = new ArrayList<>();//与上面完全等价
        m2(new ArrayList());//Collection coll = new ArrayList();//泛型擦除
        m2(new ArrayList<String>());//Collection coll = new ArrayList<String>();

        m3(new ArrayList<Object>());//Collection<Object> coll = new ArrayList<Object>();
        m3(new ArrayList<>());//Collection<> coll = new ArrayList<>();//与上面完全等价
        m3(new ArrayList());//Collection<Object> coll = new ArrayList();//有警告
        m3(new ArrayList<String>());//Collection<String> coll = new ArrayList<String>();
    }
}

六、类型通配符

• 使用场景：声明一个泛型类/接口的变量/形参，但仍然无法确定这个泛型类/接口的类型变量的具体类型

• 类型通配符的三种使用形式

• • <?>：代表任意类型
  • <? extends 上限>：代表<=上限的类型
  • <? super 下限>：代表>=下限的类型

package com.atguigu.wildcard;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class TestWildcard {
    public static void m4(Collection<?> coll){
        for (Object o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //右边泛型指定为任意类型或不指定都可以
        m4(new ArrayList<Object>());//Collection<?> coll = new ArrayList<Object>();
        m4(new ArrayList<>());//Collection<?> coll = new ArrayList<>();
        m4(new ArrayList());//Collection<?> coll = new ArrayList();
        m4(new ArrayList<String>());//Collection<?> coll = new ArrayList<String>();
    }
}