从屌丝到架构师的飞越(集合篇)-泛型

一.介绍

泛型在java中有很重要的地位,在面向对象编程及各种设计模式中有非常广泛的应用。

什么是泛型?为什么要使用泛型?

泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。

泛型的本质是为了参数化类型(在不创建新的类型的情况下,通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型)。也就是说在泛型使用过程中,操作的数据类型被指定为一个参数,这种参数类型可以用在类、接口和方法中,分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

二.知识点介绍

1、泛型的由来

2、泛型使用

3、泛型声明

三.上课对应视频的说明文档

1、泛型的由来

先看一个案例:

List arrayList = new ArrayList();

arrayList.add("aaaa");

arrayList.add(100);

for(int i = 0; i< arrayList.size();i++){

String item = (String)arrayList.get(i);

System.out.printf("泛型测试","item = " + item);

}

运行结果:

java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String

ArrayList可以存放任意类型,例子中添加了一个String类型,添加了一个Integer类型,再使用时都以String的方式使用,因此程序崩溃了。为了解决类似这样的问题(在编译阶段就可以解决),泛型应运而生。

2、泛型的使用

泛型有三种使用方式,分别为:泛型类、泛型接口、泛型方法

2.1、泛型类

泛型类型用于类的定义中,被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类,如:List、Set、Map。

泛型类的最基本写法(这么看可能会有点晕,会在下面的例子中详解)格式:

class 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{

private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var;

.....

}

}

代码示例:

//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

//在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型

public class Generic<T>{

//key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定 

private T key;

public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定

this.key = key;

}

public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定

return key;

}

}

public class Test{

public static void main(String args[]){

//泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型

//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.

Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456);

//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.

    Generic<String> genericString = new Generic<String>("key_vlaue");

    System.out.println("泛型测试 : key is " + genericInteger.getKey());

System.out.println("泛型测试 : key is " + genericString.getKey());

}

}

//运行结果:

泛型测试: key is 123456

泛型测试: key is key_vlaue

2.2、泛型接口

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中:

代码示例:

//定义一个泛型接口

public interface Generator<T> {

public T next();

}

/**

* 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中

* 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{

* 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class"

*/

class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{

@Override

public T next() {

return null;

}

}

/**

* 传入泛型实参时:

* 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>

* 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。

* 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型

* 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。

*/

public class FruitGenerator implements Generator<String> {

private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

@Override

public String next() {

Random rand = new Random();

return fruits[rand.nextInt(3)];

}

}

2.3、泛型方法

在java中,泛型类的定义非常简单,但是泛型方法就比较复杂了。

尤其是我们见到的大多数泛型类中的成员方法也都使用了泛型,有的甚至泛型类中也包含着泛型方法,这样在初学者中非常容易将泛型方法理解错了。

泛型类,是在实例化类的时候指明泛型的具体类型;泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。

代码示例:

public class GenericTest {

//这个类是个泛型类,在上面已经介绍过

public class Generic<T>{   

private T key;

public Generic(T key) {

this.key = key;

}

//我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。

//这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。

//所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。

public T getKey(){

return key;

}

}

/**

* 这才是一个真正的泛型方法。

* 首先在public与返回值之间的<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.

* 泛型的数量也可以为任意多个

*    如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){

*        ...

*        }

*/

public <T> T showKeyName(Generic<T> container){

System.out.println("container key :" + container.getKey());

//当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。

T test = container.getKey();

return test;

}

public static void main(String[] args) {

}

}

代码示例2:

public class Main {

public static <T> void out(T t) {

System.out.println(t);

}

public static void main(String[] args) {

out("findingsea");

out(123);

out(11.11);

out(true);

}

}

public class Main {

public static <T> void out(T... args) {

for (T t : args) {

System.out.println(t);

}

}

public static void main(String[] args) {

out("findingsea", 123, 11.11, true);

}

}

代码示例3:

public class GenericFruit {

public static void main(String[] args) {

Apple apple = new Apple();

Person person = new Person();

GenerateTest<Fruit> generateTest = new GenerateTest<Fruit>();

//apple是Fruit的子类,所以这里可以

generateTest.show_1(apple);

//编译器会报错,因为泛型类型实参指定的是Fruit,而传入的实参类是Person

//generateTest.show_1(person);

//使用这两个方法都可以成功

generateTest.show_2(apple);

generateTest.show_2(person);

//使用这两个方法也都可以成功

generateTest.show_3(apple);

generateTest.show_3(person);

}

}

class Fruit{

@Override

public String toString() {

return "fruit";

}

}

class Apple extends Fruit{

@Override

public String toString() {

return "apple";

}

}

class Person{

@Override

public String toString() {

return "Person";

}

}

class GenerateTest<T>{

public void show_1(T t){

System.out.println(t.toString());

}

//在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型E,这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同,也可以不同。

//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未声明泛型,编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。

public <E> void show_3(E t){

System.out.println(t.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是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。

public <T> void show_2(T t){

System.out.println(t.toString());

}

}

3、泛型的声明

可以用<T>、<K,V>、<T  extends  Number>等进行泛型的声明。其中,<T  extends  Number>的声明方式限定了T的范围,T只能为 Number的子类。

如:

E – Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)

T – Type(Java 类)

K – Key(键)

V – Value(值)

N – Number(数值类型)

? – 表示不确定的java类型(无限制通配符类型)

Object – 是所有类的根类,任何类的对象都可以设置给该Object引用变量,使用的时候可能需要类型强制转换,但是用使用了泛型T、E等这些标识符后,在实际用之前类型就已经确定了,不需要再进行类型强制转换。

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