Java泛型详解

简介: Java泛型详解

一、泛型的基本概念


学习泛型之前我们首先回顾下集合Collection和数组Array的区别:


数组长度一般固定不变,可以存放任意数据类型,但存放的数据类型要一致。


集合长度一般可变,可以存放任意引用数据类型,但存储的数据类型可以不一致。


也就是说一个集合既可以存放String类型的数据又可以存放Integer类型数据(int对应的引用数据类型)。


这样就会出现一个问题:


假设:我现在用一个集合,存储班里所有人的姓名,结果我不小心把年龄也存进去了。


这个时候编译是不会报错的,因为集合本来就可以存放多种数据类型,但是我以为只有大家的姓名,也就是字符串。


import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class Genericity {
    public static void mian (String args[]) {
        Collection namecoll =new ArrayList();
        // 存放一个String类型的数据
        namecoll.add("孙不坚1208");
        // 存放一个Integer类型的数据
        namecoll.add(18);
        // 循环遍历
        for(Object object:namecoll) {
            System.out.println(namecoll);
        }
    }
}

代码详解


1.在Collection集合中添加一个String类型的数据。

2.在Collection集合中添加一个Integer类型的数据(18会自动转换成对应的引用数据类型)。

3.现在我想统计班里人名,通过加强for循环遍历。

4.运行报错,因为有一个其他数据类型的数据混进来了,编译时期不能检测到,运行时会出现类转化异常,运行肯定出现 java.lang.ClassCastException。


面对java.lang.ClassCastException这种问题该怎么办呢?


这种时候,就需要使用到泛型了。即我们创建集合时先说清楚,只能存放String类型的数据,这时候若是有人存储其他类型的数据编译就会报错。等于是将运行时期会发生的异常提前到编译时期了。


所以泛型的作用是一种安全机制,是一种书写规范,它和接口的作用有着一定的类似,都是在制定规则。


这里我们用现实里的一个例子说明接口与泛型,就以我们都经历过的语文课上写作文为例。


如何理解接口?


接口里的抽象方法只有方法名,没有方法体,实现类必须重写该方法说明方法体。


语文课老师只给你一个题目,你要写一篇800字的作文,题目名就好比抽象方法,作文就好比实现类重写方法。所以接口就和作文题目一样是在制定规则。


如何理解泛型?


作文题材不限,记叙文、议论文、诗歌都可以,但是不能一篇作文既写成记叙文又写成议论文。一旦你确定了题材(比如说写议论文),那么这篇作文就不能写其他题材了(只能写议论文),如果你想写其他题材,那下一篇作文重新写其他题材。


所以泛型的使用就好比作文题材不限,但一次只能写一种题材,至于是什么题材,由我们自己定,但确定了是什么题材就需要只按这个题材去写。


二、泛型的使用


泛型的使用主要有泛型类、泛型接口、泛型方法以及泛型通配符。


1.泛型类


首先常用的ArrayList类就是一个泛型类,观察它的源码:

image.png

image.png



1.1泛型使用格式


public class ArrayList{ }


修饰符 class 类名<代表泛型的变量> { };


ArrayList类中使用E来代表泛型的变量,E本身并没有含义,任意一个大写字母都可以,A、B、T、W都可以。


1.2泛型类的使用


ArrayList list = new ArrayList<>();

在创建对象的时候确定泛型,指定好了后这个对象就只能装指定的数据类型了。

如果要换其他数据类型,就要重新创建该类的对象,重新指定泛型。


1.3ArrayList的add方法


public boolean add(E e) {

ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!

elementData[size++] = e;

return true;

}


add方法参数就是一个泛型,也就是说创建对象时确定的是哪个类型,使用add方法就只能添加这个类型了,这就起到了一个千变万化的效果。


2.泛型接口


// 这是一个泛型接口
public interface MyInterface<T> {
    void sayhello(T t);
}
// 接口的实现类不给泛型赋值,MyClass1是一个泛型类
class MyClass1<T> implements MyInterface<T> {
    @Override
    public void sayhello(T t){ }
}
// 接口的实现类,给泛型赋值 String,MyClass是一个String泛型类
class MyClass2 implements MyInterface<String> {
    @Override
    public void sayhello(String str){
        System.out.println("你好,我是"+str);
    }
}

2.1泛型接口格式


public interface MyInterface {

void sayhello(T t);

}


修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> { }


这次我们自定义一个泛型接口,泛型为T。


2.2泛型类的使用一


class MyClass1 implements MyInterface {

@Override

public void sayhello(T t){ }

}


实现类实现接口但不指定泛型,这个类也就成了泛型类。


ArrayList类本质上也就是这种情况,它实现了List接口,但是没有指定泛型。


2.3泛型类的使用二


class MyClass2 implements MyInterface {

@Override

public void sayhello(String str){

System.out.println(“你好,我是”+str);

}

}


这里实现类实现接口、同时指定泛型类型为String。


3.泛型方法


public class MyMethod {
    // 泛型方法格式
    public <T> T show(T t) {
        return t;
    }
    public static void main(String args[]) {
        MyMethod M =new MyMethod();
        M.show("孙不坚1208");
    }
}

3.1泛型方法格式


public T show(T t) {

return t;

}


修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }


3.2泛型方法使用


MyMethod M = new MyMethod();

M.show(“孙不坚”);


调用方法时,确定泛型的类型。


4.泛型通配符


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        method(list1);
        method(list2);
    }
    private static void method(ArrayList<?> list) {
        for (Object o:list){
            System.out.println(o);
        }
    }
}

4.1两个不同类型的集合


一个集合泛型为String类,一个集合泛型为Integer,我们都知道

ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer> list2是两个不同的类型,如果用常规方法,那要两个方法(方法重载),对于泛型,我们可以通过通配符处理。


4.2泛型的通配符


不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用<?>,**?**表示未知通配符。


其中泛型通配符还可以这样使用:


<? extends Person>:表示可以传递Person及其子类

<? super Person>:表示可以传递Person及其父类

注意: 泛型不存在继承关系:ArrayList<Object>list并不是ArrayList<String>list1和ArrayList<Integer>list2的父类,它们三个是三个不同的类型。


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