Java强化之泛型

一、什么是泛型

1.背景:

JAVA推出泛型以前,程序员可以构建一个元素类型为Object的集合,该集合能够存储任意的数据类型对象,而在使用该集合的过程中,需要程序员明确知道存储每个元素的数据类型,否则很容易引发ClassCastException异常。

2.概念:

Java泛型(generics)是JDK5中引入的一个新特性,泛型提供了编译时类型安全监测机制,该机制允许我们在编译时检测到非法的类型数据结构。泛型的本质就是参数化类型,也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。

3.好处:

类型安全

消除了强制类型的转换

4.类型:

E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
T - Type(表示Java 类,包括基本的类和我们自定义的类)
K - Key(表示键,比如Map中的key)
V - Value(表示值)
N - Number(表示数值类型)
? - (表示不确定的java类型)
S、U、V - 2nd、3rd、4th types

二、泛型类、接口

1.泛型类

(1)使用语法
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<具体的数据类型>();

(2)Java1.7以后,后面的<>中的具体的数据类型可以省略不写
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<>(); 菱形语法

2.泛型类注意事项:

泛型类,如果没有指定具体的数据类型,此时,操作类型是Object
泛型的类型参数只能是类类型,不能是基本数据类型
泛型类型在逻辑上可以看成是多个不同的类型,但实际上都是相同类型

有Generic<T>这个类
		 Generic<String> strGeneric = new Generic<String>,
		 Generic<Integer> intGeneric = new Generic<Integer>
		 intGeneric.getClass() == strGeneric.getClass(),
		 结果是true

可以结合后面的泛型擦除理解,泛型擦除之后 Generic < String > 和Generic< Integer >都是Generic类。

3.从泛型类派生子类

子类也是泛型类,子类和父类的泛型类型要一致
class ChildGeneric<T> extends Generic<T>

//父类
public class Parent<E> {
    private E value;
    public E getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(E value) {
        this.value = value;
    }
}

/**
 * 泛型类派生子类,子类也是泛型类,那么子类的泛型标识要和父类一致。
 * @param <T>
 */
public class ChildFirst<T> extends Parent<T> {
    @Override
    public T getValue() {
        return super.getValue();
    }
}
  • 子类不是泛型类,父类要明确泛型的数据类型
    class ChildGeneric extends Generic<String>
/**
 * 泛型类派生子类,如果子类不是泛型类,那么父类要明确数据类型
 */
public class ChildSecond extends Parent<Integer> {
    @Override
    public Integer getValue() {
        return super.getValue();
    }
    @Override
    public void setValue(Integer value) {
        super.setValue(value);
    }
}

4.泛型接口

泛型接口的定义语法:

interface 接口名称 <泛型标识,泛型标识,…> {
	泛型标识 方法名(); 
	.....
}

5.泛型接口的使用

  • 实现类也是泛型类,实现类和接口的泛型类型要一致
/**
 * 泛型接口
 * @param <T>
 */
public interface Generator<T> {
    T getKey();
}
/**
 * 泛型接口的实现类,是一个泛型类,
 * 那么要保证实现接口的泛型类泛型标识包含泛型接口的泛型标识
 * @param <T>
 * @param <E>
 */
public class Pair<T,E> implements Generator<T> {

    private T key;
    private E value;

    public Pair(T key, E value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    @Override
    public T getKey() {
        return key;
    }

    public E getValue() {
        return value;
    }
}
  • 实现类不是泛型类,接口要明确数据类型
/**
 * 实现泛型接口的类,不是泛型类,需要明确实现泛型接口的数据类型。
 */
public class Apple implements Generator<String> {
    @Override
    public String getKey() {
        return "hello generic";
    }
}

三、泛型方法

1.用法

泛型方法是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

2.语法:

修饰符 <T,E, …> 返回值类型 方法名(形参列表)

3.说明:

public与返回值中间非常重要,可以理解为声明此方法为泛型方法。
只有声明了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。
< 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。
与泛型类的定义一样,此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
4.泛型方法与可变参数

public <E> void print(E... e){
	for (E e1 : e) {
		System.out.println(e);
	}
}

5.泛型方法总结

  • 泛型方法能使方法独立于类而产生变化
  • 如果static方法要使用泛型能力,就必须使其成为泛型方法
 /**
     * 静态的泛型方法,采用多个泛型类型
     * @param t
     * @param e
     * @param k
     * @param <T>
     * @param <E>
     * @param <K>
     */
    public static <T,E,K> void printType(T t, E e, K k) {
        System.out.println(t + "\t" + t.getClass().getSimpleName());
        System.out.println(e + "\t" + e.getClass().getSimpleName());
        System.out.println(k + "\t" + k.getClass().getSimpleName());
    }

四、类型通配符

1.什么是类型通配符

类型通配符一般是使用"?"代替具体的类型实参。
所以,类型通配符是类型实参,而不是类型形参。

2.类型通配符的上限

语法:
类/接口<? extends 实参类型>
要求该泛型的类型,只能是实参类型,或实参类型的子类类型。

3.类型通配符的下限

语法:
类/接口<? super 实参类型>
要求该泛型的类型,只能是实参类型,或实参类型的父类类型。

五、类型擦除

1.概念

泛型是Java 1.5版本才引进的概念,在这之前是没有泛型的,但是泛型代码能够很好地和之前版本的代码兼容。那是因为,泛型信息只存在于代码编译阶段,在进入JVM之前,与泛型相关的信息会被擦除掉,我们称之为–类型擦除。

2.分类:

无限制类型擦除

  • 有限制类型擦除

  • 桥接方法

六、泛型与数组

泛型数组的创建

  • 可以声明带泛型的数组引用,但是不能直接创建带泛型的数组对象
ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList<5>(); //会报错

会报错

ArrayList[] list = new ArrayList[5];
ArrayList<String>[] listArr = list;
或者
ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList[5];

不会报错

  • 可以通过java.lang.reflect.Array的newInstance(Class,int)创建T[]数组
public class Fruit<T> {
    private T[] array;

    public Fruit(Class<T> clz, int length){
        //通过Array.newInstance创建泛型数组
        array = (T[])Array.newInstance(clz, length);
    }
}

七、泛型和反射

  • 反射常用的泛型类
    Class
    Constructor
public class Person {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
/**
 * 泛型与反射
 */
public class Test11 {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
	     Class<Person> personClass = Person.class;
	     Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor();
	     Person person = constructor.newInstance();
	 }
}