文章目录
- 泛型概念
- 泛型语法
- 泛型的使用
- 泛型的擦除机制
- 泛型的上界
- 泛型方法
- 通配符
- 泛型概念
泛型：就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化
一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。 ——《Java编程思想》
泛型的引出
实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值
可以将数组定义为Object类，因为所有类默认继承于这个类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyArray myArray = new MyArray();
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1, "s");//字符串也可以存放
myArray.setVal(2,10.3);
//String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
String ret = (String) myArray.getPos(1);
System.out.println(ret);
}}
class MyArray {
public Object[] array = new Object[10];
public Object getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,Object val) {
this.array[pos] = val;
}}
//String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
String ret = (String) myArray.getPos(1);
System.out.println(ret);这里我们看到发生了向下转型，需要手动强制类型转换才可以，这样数据很多的时候就会很麻烦
使用Object数组的缺点有二，存放元素时可以存放任何类型的元素，再者，取出元素的时候需要手动强转
此时泛型就解决了这些问题，它将类型参数化了
- 泛型语法
class 泛型类名称<类型形参列表> {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
}
class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/ 这里可以使用类型参数 / {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass {
// 可以只使用部分类型参数
}
T[] ts = new T[5];//是不对的
我们将上述代码改写:
class MyArray {
public T[] array = (T[]) new Object[10];
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>();
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1, "s");//报错
myArray.setVal(2,10.3);//报错
int a = myArray.getPos(0);//不用强转
System.out.println(a);
MyArray<String> myArray1 = new MyArray<String>();
myArray1.setVal(0,"hello");
myArray1.setVal(1,"world");
String b = myArray1.getPos(0);//不用强转
System.out.println(b);
}}
泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象。让编译器去做检查。此时，就需要把类型作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型
- 泛型的使用
MyArray list = new MyArray();
类型推导(Type Inference)
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
myArray.setVal(0,10);
int a = myArray.getPos(0);//不用强转
System.out.println(a);
MyArray<String> myArray1 = new MyArray<>();
myArray1.setVal(0,"hello");
myArray1.setVal(1,"world");
String b = myArray1.getPos(0);//不用强转
System.out.println(b);
}}
编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
MyArray<String> myArray1 = new MyArray<>();裸类型(Raw Type)
裸类型是一个泛型类型，但是没有实参，取值是还是要强转
注意： 我们不要自己去使用裸类型，裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制
- 泛型的擦除机制
编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制
getPos中返回值为T，被替换为Object，setVal中返回值为空，即V，val参数类型被替换为Object
先根据你制定了类型进行检查和转换，在编译的时候把T都擦除成了Object
因此，Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息
- 泛型的上界
在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束
语法
class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
//...}
示例
public class MyArray {
//...}
只接受 Number 的子类型作为 E 的类型，实参没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
MyArray<Float> myArray1 = new MyArray<>();
MyArray<Double> myArray2 = new MyArray<>();
}}
class MyArray {
}
- 泛型方法
静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
class Util {
public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {
E t = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = t;
}}
是泛型的形参，void是返回值，可以直接通过类名.来调用，不用new
非静态
- 通配符
看一个例子：
class Message {
private T message ;
public T getMessage() {return message;
}
public void setMessage(T message) {this.message = message;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Message<String> message = new Message() ;
message.setMessage("hello");
fun(message);
Message<Integer> message1 = new Message() ;
message1.setMessage(10);
fun(message1);//报错
}
public static void fun(Message<String> temp){
System.out.println(temp.getMessage());
}}
报错原因是fun方法只能接收Message类型的参数，而传入的是Message类型的参数
public static void fun(Message<?> temp){
System.out.println(temp.getMessage());}
此时不再报错
通配符可以接收所有的泛型类型，但是又不能够让用户随意修改
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Message<Integer> message = new Message() ;
message.setMessage(55);
fun(message);
}
// 此时使用通配符"?"描述的是它可以接收任意类型，但是由于不确定类型，所以无法修改
public static void fun(Message<?> temp){
temp.setMessage(100); //无法修改！
System.out.println(temp.getMessage());
}}
通配符上界
<? extends 上界>
<? extends Number>//可以传入的实参类型是Number或者Number的子类
class Food {
}
class Fruit extends Food {
}
class Apple extends Fruit {
}
class Banana extends Fruit {
}
class Message { // 设置泛型上限
private T message ;
public T getMessage() {
return message;
}
public void setMessage(T message) {
this.message = message;
}}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Message<Apple> message = new Message<>() ;
message.setMessage(new Apple());
fun(message);
Message<Banana> message2 = new Message<>() ;
message2.setMessage(new Banana());
fun(message2);
}
// 此时使用通配符"?"描述的是它可以接收任意类型，但是由于不确定类型，所以无法修改
public static void fun(Message<? extends Fruit> temp){
//temp.setMessage(new Banana()); //无法修改！
//temp.setMessage(new Apple()); //无法修改！
System.out.println(temp.getMessage());
}}
此时无法在fun函数中对temp进行添加元素，因为temp接收的是Fruit和他的子类，此时存储的元素应该是哪个子类无法确定。所以添加会报错，但是可以获取元素
public static void fun(Message<? extends Fruit> temp){
//temp.setMessage(new Banana()); //无法修改！
//temp.setMessage(new Apple()); //无法修改！
Fruit b = temp.getMessage();
System.out.println(b);}
通配符的上界，不能进行写入数据，只能进行读取数据
通配符下界
<? super 下界>
<? super Integer>//代表 可以传入的实参的类型是Integer或者Integer的父类类型
看一个例子
class Food {
}
class Fruit extends Food {
}
class Apple extends Fruit {
}
class Message {
private T message ;
public T getMessage() {
return message;
}
public void setMessage(T message) {
this.message = message;
}}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
Message<Fruit> message = new Message<>() ;
message.setMessage(new Fruit());
fun(message);
Message<Food> message2 = new Message<>() ;
message2.setMessage(new Food());
fun(message2);
Message<Apple> message1 = new Message<>();
fun(message1);//报错
}
//temp 接收Fruit及其子类的一个Message
public static void fun(Message<? super Fruit> temp){
// 此时可以修改 添加的是Fruit 或者Fruit的子类
temp.setMessage(new Apple());//这个是Fruit的子类
temp.setMessage(new Fruit());//这个是Fruit的本身
//Fruit fruit = temp.getMessage(); 不能接收，这里无法确定是哪个父类
System.out.println(temp.getMessage());//只能直接输出
}}
