泛型
概念
泛型：参数化类型，在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定不同的类型来控制形参具体限制的类型。
参数化类型：就是将类型有原来的具体的类型进行参数化，变成一个不确定的类型，在使用或者调用的时候再传入具体的参数类型。
为什么使用泛型
示例代码：
public class Generic {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("这是一个字符串");
//自动装箱操作
list.add(100);
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String s = (String)list.get(i);
System.out.println("打印" + i + ":" + s);
}
}
}
实际输出：
打印0:这是一个字符串
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.Integer cannot be cast to class java.lang.String (java.lang.Integer and java.lang.String are in module java.base of loader 'bootstrap')
at generic.Generic.main(Generic.java:15)
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:51298', transport: 'socket'
Process finished with exit code 1
我们看到在第二次输出的时候给我们抛出了一个运行时错误。
public class ClassCastException extends RuntimeException:所有继承 RuntimeException 的都是运行时错误
我们看一下上面的例子，ArrayList可以存放任意类型，所有我们在这里添加 String 和 Integer 都是可以的，但是我们在取出这个值得时候，在获取 Integer 的时候发生了错误，那有没有什么办法能够防止这种现象呢？这就是泛型
image.png
我们可以看到在我们加入一个 <String> 之后，程序就编译不过了。而 <X> 就是定义泛型的方式。上面的内容就变成了这个 list 只允许操作 String 类型的值，所有当我们试图添加一个 Integer 进去的时候程序就告诉我们，这样是不行的~
泛型的使用
泛型有三种使用方式
- 泛型类
- 泛型接口
- 泛型方法
泛型类
将泛型用到类的定义的时候，被称为泛型类。
示例：
/*
* T：泛型标识,可以为任意标识，但为通俗易懂，尽量使用T/E/K/V标识泛型
* class 类名称 <T> {
* private T var;
*
* }
* */
//实例化泛型时，必须置顶T为具体类型
public class GenericClass<T> {
private T t; //这个成员变量的类型为 T，具体是什么类型，创建这个对象的时候必须指定，指定的 T 就是这个参数的类型
public GenericClass() {
}
//构造参数 T 同上
public GenericClass(T t) {
this.t = t;
}
// set get 方法 T 同上
public T getT() {
return t;
}
public void setT(T t) {
this.t = t;
}
}
具体使用
class Test {
public static void main(String[] args) {
GenericClass generic = new GenericClass<>();
generic.setT("1");
generic.setT(2.13f);
System.out.println(generic.getT());
}
}
定义的泛型类 ，可以不传入泛型实参，这个时候是不限制类型的，只有当传入具体类型的时候，才会根据传入的类型进行限制。
image.png
可以看到在我们传入一个小数类型的时候就会报错。
那么是不是我们将 String 改为 double 就可以了呢？
image.png
已经提示我们了，不可以为原始类型，也就是不能是一个基本类型，而我们传入的 2.14f 也会被自动装箱。
所有泛型的定义是不支持基本类型
image.png
改成 Double 即可。
泛型接口
接口的定义和泛型类基本相同。
//定义了一个泛型接口,T为泛型参数
public interface GenericInterface<T> {
public T fun();
}
实现泛型接口的两种方式：
- 实现类指明具体的参数类型。
//接口指明了具体类型，类无须继续制定。
class FruitGenerator implements GenericInterface<String>{
@Override
public void fun(String s) {
System.out.println(s);
}
}
- 实现类依旧使用泛型
//此处实现类需要继续指明泛型
class FruitGenerator<T> implements GenericInterface<T>{
@Override
public void fun(T t) {
System.out.println(t.toString());;
}
}
泛型方法
泛型方法：就是在调用方法的时候指明泛型的具体类型
泛型方法的定义：
/*
*
* @param tClass 出入的泛型实参
* @return T 返回值为 T 类型
*
* 注意：
* 1.public 和 返回值中间的 <T> 非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
* 2.只有声明了 <T> 的方法才是泛型方法，泛型类中的/使用了泛型的成员方法/并不是泛型方法。
* 3.<T> 表明该方法将使用泛型类型 T,此时才可以在方法中使用泛型类型 T.
* 4.与泛型的定义一样，此处 T 可以随便写为任意标识，常见的如 T、E、K、V等
* */
public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException,IllegalAccessException{
T instance = tClass.newInstance();
return instance;
}
详细内容我们看一下下面代码
package generic;
public class GenericTest {
//这个类是泛型类，类名后面加了<T>，T 标识任意类型
public class Generic<T>{
//T 类型的成员
private T key;
//构造方法
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
//此方法虽然使用了泛型，但并不是一个泛型方法，T只是此方法的返回值
//这只是一个普通的成员方法，因为 T 已经被泛型类声明，所以可以继续使用
public T getKey() {
return key;
}
/*
这个方法是有问题的，编译器是会编译不过的
因为在类的声明中并未声明泛型 E，所以在使用 E 做形参和返回值的时候，编译器会无法识别。
public E setKey(E key) {
this.key = key;
}
*/
}
/*
* 这才是一个真正的泛型方法
* 首先，在public 和返回值之间 <T>，必不可少，这表明这是一个泛型方法，并且声明了一个泛型<T>
* 这个 T 可以出现在这个泛型方法的任意位置
* 泛型的数量也可以是任意的多个
*
* eg: public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
* ...
* }
* */
public <T> T showKeyName(Generic<T> container){
System.out.println("container key:" + container.getKey());
T test = container.getKey();
return test;
}
// 这不是一个泛型方法，只是使用了 Generic<Number> 这个泛型类做形参而已
public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
System.out.println("key value is" + obj.getKey());
}
/*
这个方法是有问题的，编译器会告诉我们找不到 E
虽然我们声明了 T ，也表明了这是一个可以处理泛型的类型/的泛型方法
但只声明了泛型类型 T，并未声明泛型类型 E ,因此编译器并不知道如何处理这个 E 类型
public <T> T showKeyName(Generic<E> container){
...
}
*/
/*
这个方法同样是有问题的，编译器会告诉我们找不到 T
因为这个 T 类型，并未声明过，所以这也不是一个正确的泛型方法声明
public void showKey(T genericObj){
}
*/
}
泛型类中的泛型方法
package generic;
public class GenericFruit {
//内部类 重写toString方法
static class Fruit{
@Override
public String toString() {
return "Fruit";
}
}
static class Apple extends Fruit{
@Override
public String toString() {
return "apple";
}
}
static class Person {
@Override
public String toString() {
return "person";
}
}
//泛型类
static class GenerateTest<T>{
//普通方法
public void show1(T t){
System.out.println(t.toString());
}
//泛型类中声明了一个泛型方法，使用泛型E，
//由于泛型方法在声明的时候会声明泛型 E，因此即使在泛型类中并没有声明泛型，但编译器也能正常识别。
public <E> void show3(E e){
System.out.println(e.toString());
}
//在泛型类中声明了一个泛型方法，使用泛型T
//注意这个 T 是一个全新的类型。可以与泛型类中声明的 T 不是同一个类型
public <T> void show2(T t){
System.out.println(t.toString());
}
}
public static void main(String[] args) {
Apple apple = new Apple();
Person person = new Person();
GenerateTest<Fruit> generateTest = new GenerateTest<Fruit>();
//因为 apple 是 fruit 的子类，所以这里可以
generateTest.show1(apple);
//编译报错，因为泛型类型置顶的是 Fruit,而传入的类型是 Person
// generateTest.show1(person);
generateTest.show2(apple);
generateTest.show2(person);
generateTest.show3(apple);
generateTest.show3(person);
}
}
静态方法与泛型
静态方法中的注意事项：
在静态方法中使用泛型，静态方法无法访问类上定义的泛型，如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须将泛型定义在方法上。
即如果静态方法要使用泛型的话，必须将静态方法定义成泛型方法
public class StaticGenerator<T> {
/*
* 如果在类中定义使用泛型的静态方法，需要添加额外的泛型声明（将这个方法定义成泛型方法）
* 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以
* */
public static <T> void show(T t){
}
/*
public static void show(T t){}
报错：
'generic.StaticGenerator.this' cannot be referenced from a static context
*/
}
泛型方法能使方法独立于类而产生变化：
无论何时，如果你能做到，你就应该使用泛型方法，也就是说，如果使用泛型方法将整个类泛型化，那么就应该使用泛型方法。另外对于一个 static 方法，是无法访问泛型类型的参数，如果需要 static 方法使用泛型能力，必须使其成为泛型方法。
泛型的上下边界
在使用泛型的时候，我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制，如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。
1.为泛型添加上边界，即传入的类型实参必须是置顶类型的子类型。
//在泛型方法中添加上下边界限制的时候，必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界，即在泛型声明的时候添加
//public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container)，编译器会报错："Unexpected bound"
public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
System.out.println("container key :" + container.getKey());
T test = container.getKey();
return test;
}
泛型的上下边界添加，必须与泛型的声明在一起。
代码地址：https://github.com/ios-yifan/genericDemo
参考文献：https://blog.csdn.net/s10461/article/details/53941091
