Java泛型最全知識總結(jié)
一、泛型簡介
1.1 泛型的概念
- 所謂泛型，就是允許在定義類、接口時通過一個標(biāo)識表示類中某個屬性的類型或者是某個方法的返 回值及參數(shù)類型。這個類型參數(shù)將在使用時（例如，繼承或?qū)崿F(xiàn)這個接口，用這個類型聲明變量、 創(chuàng)建對象時確定（即傳入實際的類型參數(shù)，也稱為類型實參）。
- 從JDK 5.0以后，Java引入了“參數(shù)化類型(Parameterized type)”的概念，允許我們在創(chuàng)建集合時再指定集合元素的類型，正如:List，這表明該List只能保存字符串類型的對象。
- JDK 5.0改寫了集合框架中的全部接口和類，為這些接口、類增加了泛型支持，從而可以在聲明集合變量、創(chuàng)建集合對象時傳入類型實參。
1.2 泛型的引入背景
集合容器類在設(shè)計階段/聲明階段不能確定這個容器到底實際存的是什么類型的對象，所以在JDK1.5之前只能把元素類型設(shè)計為Object，JDK1.5之后使用泛型來解決。因為這個時候除了元素的類型不確定，其他的部分是確定的，例如關(guān)于這個元素如何保存，如何管理等是確定的，因此此時把元素的類型設(shè)計成一個參數(shù)，這個類型參數(shù)叫做泛型。Collection，List，ArrayList 這個就是類型參數(shù)，即泛型。
1.3 引入泛型的目的
1.解決元素存儲的安全性問題，好比商品、藥品標(biāo)簽，不會弄錯。
2.解決獲取數(shù)據(jù)元素時，需要類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的問題，好比不用每回拿商品、藥品都要辨別。
Java泛型可以保證如果程序在編譯時沒有發(fā)岀警告，運行時就不會產(chǎn)生
ClassCastException異常。同時，代碼更加簡潔、健壯。
二、泛型在集合中的應(yīng)用
2.1 在集合中沒有使用泛型的例子
@Test
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
//需求：存放學(xué)生的成績
list.add(78);
list.add(76);
list.add(89);
list.add(88);
//問題一：類型不安全
// list.add("Tom");
for(Object score : list){
//問題二：強(qiáng)轉(zhuǎn)時，可能出現(xiàn)ClassCastException
int stuScore = (Integer) score;
System.out.println(stuScore);
}
}
圖示：
2.2 在集合中使用泛型的例子1
//在集合中使用泛型，以ArrayList為例
@Test
public void test1(){
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("AAA");
list.add("BBB");
list.add("FFF");
list.add("EEE");
list.add("CCC");
//遍歷方式一：
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println("-------------");
//便利方式二：
for (String str:
list) {
System.out.println(str);
}
}
圖示：
2.3 在集合中使用泛型例子2
@Test
//在集合中使用泛型的情況：以HashMap為例
public void test2(){
Map<String,Integer> map = new HashMap<>();//jdk7新特性：類型推斷
map.put("Tom",26);
map.put("Jarry",30);
map.put("Bruce",28);
map.put("Davie",60);
//嵌套循環(huán)
Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entries.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Map.Entry<String, Integer> entry = iterator.next();
String key = entry.getKey();
Integer value = entry.getValue();
System.out.println(key+"="+value);
}
}
2.4 集合中使用泛型總結(jié)：
① 集合接口或集合類在JDK 5.0時都修改為帶泛型的結(jié)構(gòu)。
② 在實例化集合類時，可以指明具體的泛型類型
③ 指明完以后，在集合類或接口中凡是定義類或接口時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)（比如：方法、構(gòu)造器、屬性等）使用到類的泛型的位置，都指定為實例化的泛型類型。
比如：add(E e) —>實例化以后：add(Integer e)
④ 注意點：泛型的類型必須是類，不能是基本數(shù)據(jù)類型。需要用到基本數(shù)據(jù)類型的位置，拿包裝類替換
⑤ 如果實例化時，沒有指明泛型的類型。默認(rèn)類型為 java.lang.Object 類型。
三、自定義泛型結(jié)構(gòu)
泛型類、泛型接口、泛型方法
3.1 泛型的聲明
- interface
List<T>和class GenTest<K,V>其中，T，K，V，不代表值，而是表示類型。這里使用任意字母都可以。 - 常用T表示，是Type的縮寫。
3.2 泛型的實例化：
一定要在類名后面指定類型參數(shù)的值（類型）。如：
List<String> strList =new ArrayList<String>();
Iterator<Customer> iterator = customers.iterator();
- T只能是類，不能用基本數(shù)據(jù)類型填充。但可以使用包裝類填充
- 把一個集合中的內(nèi)容限制為一個特定的數(shù)據(jù)類型，這就是 generics背后的核心思想
//JDK 5.0以前
Comparable c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");
//JDK 5.0以后
Comparable <Date> c = new Date();
System.out.println(c.comparaTo("red");
總結(jié)：使用泛型的主要優(yōu)點在于能夠在編譯時而不是在運行時檢測錯誤
3.3 注意點
1.泛型類可能有多個參數(shù)，此時應(yīng)將多個參數(shù)一起放在尖括號內(nèi)。比如<E1,E2,E3>
2.泛型類的構(gòu)造器如下： public GenericClass(){}
而下面是錯誤的： public GenericClass<E>{}
3.實例化后，操作原來泛型位置的結(jié)構(gòu)必須與指定的泛型類型一致。
4.泛型不同的引用不能相互賦值。
盡管在編譯時 ArrayList和ArrayList是兩種類型，但是，在運行時只有一個ArrayList被加載到JVM中。
5.泛型如果不指定，將被擦除，泛型對應(yīng)的類型均按照Object處理，但不等價于Object。
建議：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。
6.如果泛型結(jié)構(gòu)是一個接口或抽象類，則不可創(chuàng)建泛型類的對象。
7.JDK 7.0，泛型的簡化操作： ArrayList<Fruit>first= new ArrayList<>();（類型推斷）
8.泛型的指定中不能使用基本數(shù)據(jù)類型，可以使用包裝類替換。
9.在類/接口上聲明的泛型，在本類或本接口中即代表某種類型，可以作為非靜態(tài)屬性的類型、非靜態(tài)方法的參數(shù)類型、非靜態(tài)方法的返回值類型。但在靜態(tài)方法中不能使用類的泛型。
10.異常類不能是泛型的。
11.不能使用 new E[]。但是可以：E[] elements= (E[])new Object[capacity];
> 參考：ArrayList源碼中聲明：`Object[] elementData`，而非泛型參數(shù)類型數(shù)組。
12.父類有泛型，子類可以選擇保留泛型也可以選擇指定泛型類型：
- 子類不保留父類的泛型：按需實現(xiàn)
- 沒有類型---擦除
- 具體類型
- 子類保留父類的泛型：泛型子類
- 全部保留
- 部分保留
- 結(jié)論：子類必須是“富二代”，子類除了指定或保留父類的泛型，還可以增加自己的泛型
代碼示例：
class Father<T1, T2> {
}
/**
* 定義泛型子類Son
* 情況一：繼承泛型父類后不保留父類的泛型
*/
//1.沒有指明類型 擦除
class Son1<A, B> extends Father {//等價于class Son1 extends Father<Object,Odject>{}
}
//2.指定具體類型
class Son2<A, B> extends Father<Integer, String> {
}
/**
* 定義泛型子類Son
* 情況二：繼承泛型父類后保留泛型類型
*/
//1.全部保留
class Son3<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {
}
//2.部分保留
class Son4<T2, A, B> extends Father<Integer,T2>{
}
3.4 自定義泛型結(jié)構(gòu)
1.自定義泛型類
代碼示例：
/**
* 自定義泛型類Order
*/
class Order<T> {
private String orderName;
private int orderId;
//使用T類型定義變量
private T orderT;
public Order() {
}
//使用T類型定義構(gòu)造器
public Order(String orderName, int orderId, T orderT) {
this.orderName = orderName;
this.orderId = orderId;
this.orderT = orderT;
}
//這個不是泛型方法
public T getOrderT() {
return orderT;
}
//這個不是泛型方法
public void setOrderT(T orderT) {
this.orderT = orderT;
}
//這個不是泛型方法
@Override
public String toString() {
return "Order{" +
"orderName='" + orderName + '\'' +
", orderId=" + orderId +
", orderT=" + orderT +
'}';
}
// //靜態(tài)方法中不能使用類的泛型。
// public static void show(T orderT){
// System.out.println(orderT);
// }
// //try-catch中不能是泛型的。
// public void show(){
// try {
//
// }catch (T t){
//
// }
// }
//泛型方法：在方法中出現(xiàn)了泛型的結(jié)構(gòu)，泛型參數(shù)與類的泛型參數(shù)沒有任何關(guān)系。
//換句話說，泛型方法所屬的類是不是泛型類都沒有關(guān)系。
//泛型方法，可以聲明為靜態(tài)的。
// 原因：泛型參數(shù)是在調(diào)用方法時確定的。并非在實例化類時確定。
public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for (E e :
list) {
list.add(e);
}
return list;
}
}
自定義泛型類Order的使用
@Test
public void test1() {
//如果定義了泛型類，實例化沒有指明類的泛型，則認(rèn)為此泛型類型為Object類型
//要求：如果大家定義了類是帶泛型的，建議在實例化時要指明類的泛型。
Order order = new Order();
order.setOrderT(123);
System.out.println(order.getOrderT());
order.setOrderT("abc");
System.out.println(order.getOrderT());
//建議：實例化時指明類的泛型
Order<String> order1 = new Order<>("Tom", 16, "male");
order1.setOrderT("AA:BBB");
System.out.println(order1.getOrderT());
}
@Test
//調(diào)用泛型方法
public void test2(){
Order<String> order = new Order<>();
Integer [] arr = new Integer[]{1,2,3,4,5,6};
List<Integer> list = order.copyFromArryToList(arr);
System.out.println(list);
}
2.自定義泛型接口
代碼示例：
/**
* 自定義泛型接口
*/
public interface DemoInterface <T> {
void show();
int size();
}
//實現(xiàn)泛型接口
public class Demo implements DemoInterface {
@Override
public void show() {
System.out.println("hello");
}
@Override
public int size() {
return 0;
}
}
@Test
//測試泛型接口
public void test3(){
Demo demo = new Demo();
demo.show();
}
3.自定義泛型方法
1.方法，也可以被泛型化，不管此時定義在其中的類是不是泛型類。在泛型方法中可以定義泛型參數(shù)，此時，參數(shù)的類型就是傳入數(shù)據(jù)的類型。
2.泛型方法的格式： [訪問權(quán)限]<泛型>返回類型 方法名(泛型標(biāo)識 參數(shù)名稱])拋出的異常
3.泛型方法聲明泛型時也可以指定上限
代碼示例：
//泛型方法：在方法中出現(xiàn)了泛型的結(jié)構(gòu)，泛型參數(shù)與類的泛型參數(shù)沒有任何關(guān)系。
//換句話說，泛型方法所屬的類是不是泛型類都沒有關(guān)系。
//泛型方法，可以聲明為靜態(tài)的。
// 原因：泛型參數(shù)是在調(diào)用方法時確定的。并非在實例化類時確定。
public static <E> List<E> copyFromArryToList(E[] arr) {
ArrayList<E> list = new ArrayList<>();
for (E e :
list) {
list.add(e);
}
return list;
}
4.總結(jié)：
- 泛型實際上就是標(biāo)簽，聲明時不知道類型，再使用時指明
- 定義泛型結(jié)構(gòu)，即：泛型類、接口、方法、構(gòu)造器時貼上泛型的標(biāo)簽
- 用泛型定義類或借口是放到類名或接口名后面，定義泛型方法時在方法名前加上
3.5 泛型的應(yīng)用場景
DAO.java：定義了操作數(shù)據(jù)庫中的表的通用操作。 ORM思想(數(shù)據(jù)庫中的表和Java中的類對應(yīng))
public class DAO<T> {//表的共性操作的DAO
//添加一條記錄
public void add(T t){
}
//刪除一條記錄
public boolean remove(int index){
return false;
}
//修改一條記錄
public void update(int index,T t){
}
//查詢一條記錄
public T getIndex(int index){
return null;
}
//查詢多條記錄
public List<T> getForList(int index){
return null;
}
//泛型方法
//舉例：獲取表中一共有多少條記錄？獲取最大的員工入職時間？
public <E> E getValue(){
return null;
}
}
CustomerDAO.java:
public class CustomerDAO extends DAO<Customer>{//只能操作某一個表的DAO
}
StudentDAO.java:
public class StudentDAO extends DAO<Student> {//只能操作某一個表的DAO
}
四、泛型在繼承上的體現(xiàn)
泛型在繼承方面的體現(xiàn)：
雖然類A是類B的父類，但是 G<A> 和 G<B> 二者不具備子父類關(guān)系，二者是并列關(guān)系。
補(bǔ)充：類A是類B的父類，A<G> 是 B<G> 的父類
代碼示例：
@Test
public void test1(){
Object obj = null;
String str = null;
obj = str;
Object[] arr1 = null;
String[] arr2 = null;
arr1 = arr2;
//編譯不通過
// Date date = new Date();
// str = date;
List<Object> list1 = null;
List<String> list2 = new ArrayList<String>();
//此時的list1和list2的類型不具子父類關(guān)系
//編譯不通過
// list1 = list2;
/*
反證法：
假設(shè)list1 = list2;
list1.add(123);導(dǎo)致混入非String的數(shù)據(jù)。出錯。
*/
show(list1);
show1(list2);
}
public void show1(List<String> list){
}
public void show(List<Object> list){
}
@Test
public void test2(){
AbstractList<String> list1 = null;
List<String> list2 = null;
ArrayList<String> list3 = null;
list1 = list3;
list2 = list3;
List<String> list4 = new ArrayList<>();
}
五、通配符
5.1 通配符的使用
- 使用類型通配符：
?
比如：List<?>，Map<?,?>
List<?> 是 List<String>、List<Object> 等各種泛型 List 的父類。
- 讀取
List<?>的對象list中的元素時，永遠(yuǎn)是安全的，因為不管list的真實類型是什么，它包含的都是Object - 寫入list中的元素時，不可以。因為我們不知道c的元素類型，我們不能向其中添加對象。 除了添加null之外。
說明：
- 將任意元素加入到其中不是類型安全的
Collection<?> c = new ArrayList<String>()
c.add(new Object());//編譯時錯誤
因為我們不知道c的元素類型，我們不能向其中添加對象。add 方法有類型參數(shù) E 作為集合的元素類型。我們傳給add的任何參數(shù)都必須是一個已知類型的子類。因為我們不知道那是什么類型，所以我們無法傳任何東西進(jìn)去。
- 唯一的例外的是 null，它是所有類型的成員。
- 我們可以調(diào)用
get()方法并使用其返回值。返回值是一個未知的類型，但是我們知道，它總是一個Object。
代碼示例:
@Test
public void test3(){
List<Object> list1 = null;
List<String> list2 = null;
List<?> list = null;
list = list1;
list = list2;
//編譯通過
// print(list1);
// print(list2);
//
List<String> list3 = new ArrayList<>();
list3.add("AA");
list3.add("BB");
list3.add("CC");
list = list3;
//添加(寫入)：對于List<?>就不能向其內(nèi)部添加數(shù)據(jù)。
//除了添加null之外。
// list.add("DD");
// list.add('?');
list.add(null);
//獲取(讀取)：允許讀取數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)類型為Object。
Object o = list.get(0);
System.out.println(o);
}
public void print(List<?> list){
Iterator<?> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}
}
5.2 注意點
//注意點1：編譯錯誤：不能用在泛型方法聲明上，返回值類型前面<>不能使用?
public static <?> void test(ArrayList<?> list){
}
//注意點2：編譯錯誤：不能用在泛型類的聲明上
class GenericTypeClass<?>{
}
//注意點3：編譯錯誤：不能用在創(chuàng)建對象上，右邊屬于創(chuàng)建集合對象
ArrayList<> list2 new ArrayList<?>();
5.3 有限制的通配符
<?>：允許所有泛型的引用調(diào)用- 通配符指定上限
上限 extends：使用時指定的類型必須是繼承某個類，或者實現(xiàn)某個接口，即 <=
- 通配符指定下限
下限 super：使用時指定的類型不能小于操作的類，即 >=
舉例：
<?extends Number>（無窮小， Number\]
只允許泛型為Number及Number子類的引用調(diào)用
<?super Number>\[Number，無窮大）
只允許泛型為Number及Number父類的引用調(diào)用
<? extends Comparable>
只允許泛型為實現(xiàn) Comparable接口的實現(xiàn)類的引用調(diào)用
代碼示例：
@Test
public void test4(){
List<? extends Person> list1 = null;
List<? super Person> list2 = null;
List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();
list1 = list3;
list1 = list4;
// list1 = list5;
// list2 = list3;
list2 = list4;
list2 = list5;
//讀取數(shù)據(jù)：
list1 = list3;
Person p = list1.get(0);
//編譯不通過
//Student s = list1.get(0);
list2 = list4;
Object obj = list2.get(0);
編譯不通過
// Person obj = list2.get(0);
//寫入數(shù)據(jù)：
//編譯不通過
// list1.add(new Student());
//編譯通過
list2.add(new Person());
list2.add(new Student());
}
本篇文章主要講解的 Java 中泛型的概念和使用，希望本篇文章可以幫助到各位小伙伴，也希望大家多多支持！
到此這篇關(guān)于Java泛型最全知識總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java泛型內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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