浅谈Java泛型<最通俗易懂的讲解>

时间  2019-11-08
标签 浅谈 java 通俗易懂 讲解 栏目 Java 繁體版
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1、概述java

泛型在Java中有很重要的地位，在面相对象编程及各类设计模式中有很是普遍的应用。编程

什么是泛型？为何要使用泛型？设计模式

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，定义方法时有形参，调用方法时传递实参。数组

泛型的本质是为了参数化类型（在不建立新的类型的状况下，经过泛型指定的不一样类型来控制形参具体限制的类型）。app

2、具体实例dom

package OSChina.Genericity;

import java.util.Random;

public class FruitGenerator<T> implements  Generator<T>{
    String[] fruits = new String[]{"apple","banana","Pear"};
    @Override
    public String next(T t) {
        Random random = new Random();
        System.out.println(fruits[random.nextInt((int)t)]);
        return fruits[random.nextInt((int)t)];
    }

    public static void main(String[] args) {
        FruitGenerator ff = new FruitGenerator();
        ff.next(3);
    }
}

崩溃了。ide

然而为何呢？测试

ArrayList能够存听任意类型，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，所以程序崩溃了。为了解决相似这样的问题（在编译阶段就能够解决），泛型应运而生。ui

咱们将第一行声明初始化list的代码更改一下，编译器会在编译阶段就可以帮咱们发现相似这样的问题。this

定义泛型以后，编译都通不过了，要的就是这个效果！

3、特性

泛型只在编译阶段有效。看下面的代码：

package OSChina.Genericity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        System.out.println(list.getClass());
        System.out.println(list.getClass()==list2.getClass());
    }
}

4、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

（一）泛型类

package OSChina.Genericity;

//此处T能够随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数经常使用于表示泛型
//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;
    //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
    public Generic(T key){
        this.key = key;
    }
    //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
    public T getKey(){
        return key;
    }

    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>("江疏影");
        System.out.println("泛型测试，key is "+genericInteger.getKey());
        System.out.println("泛型测试，key is "+genericString.getKey());
    }
}

泛型参数就是随便传的意思！

Generic generic = new Generic("111111");
Generic generic1 = new Generic(4444);
Generic generic2 = new Generic(55.55);
Generic generic3 = new Generic(false);

instanceof不容许存在泛型参数

如下代码不能经过编译，缘由同样，泛型类型被擦除了

（二）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类类的生产器中，能够看一个例子：

//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

当实现泛型接口的类，未传入泛型实参时：

/**
 * 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块儿加到类中
 * 即：class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
 * 若是不声明泛型，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;
    }
}

当实现泛型接口的类，传入泛型实参时：

package OSChina.Genericity;

import java.util.Random;

public class FruitGenerator implements  Generator<String>{
    String[] fruits = new String[]{"apple","banana","Pear"};
    @Override
    public String next() {
        Random random = new Random();
        System.out.println(fruits[random.nextInt(3)]);
        return fruits[random.nextInt(3)];
    }

    public static void main(String[] args) {
        FruitGenerator ff = new FruitGenerator();
        ff.next();
    }
}

（三）泛型通配符

咱们知道integer是number的一个子类，同时Generic<Integer>和Generic<Number>其实是相同的一种基本类型。那么问题来了，在使用Generic<Number>做为形参的方法中，可否使用Generic<Integer>的实例传入呢？在逻辑上相似于Generic<Number>和Generic<Integer>是否能够当作具备父子关系的泛型类型呢？

为了弄清楚这个问题，咱们使用Generator<T>这个泛型类继续看下面的例子：

public void showKeyValue(Generic<Number> obj){
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}
Generic<Integer> gInteger = new Generic<Integer>(123);
Generic<Number> gNumber = new Generic<Number>(456);

showKeyValue(gNumber);

// showKeyValue这个方法编译器会为咱们报错：Generic<java.lang.Integer> 
// cannot be applied to Generic<java.lang.Number>
// showKeyValue(gInteger);

经过提示信息咱们能够看到Generic<Integer>不能被看做为Generic<Number>的子类。由此能够看出:同一种泛型能够对应多个版本（由于参数类型是不肯定的），不一样版本的泛型类实例是不兼容的。

回到上面的例子，如何解决上面的问题？总不能为了定义一个新的方法来处理Generic<Integer>类型的类，这显然与java中的多台理念相违背。所以咱们须要一个在逻辑上能够表示同时是Generic<Integer>和Generic<Number>父类的引用类型。由此类型通配符应运而生。

咱们能够将上面的方法改一下：

public void showKeyValue(Generic<?> obj){
    Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
}

类型通配符通常是使用？代替具体的类型参数，注意了，此处？是类型实参，而不是类型形参。此处的？和Number、String、Integer同样都是一种实际的类型，能够把？当作全部类型的父类。是一种真实的类型。

能够解决当具体类型不肯定的时候，这个通配符就是 ?  ；当操做类型时，不须要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么能够用 ? 通配符来表未知类型。

（四）泛型方法

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。

/**
 * 泛型方法的基本介绍
 * @param tClass 传入的泛型实参
 * @return T 返回值为T类型
 * 说明：
 *     1）public 与 返回值中间<T>很是重要，能够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非泛型方法。
 *     3）<T>代表该方法将使用泛型类型T，此时才能够在方法中使用泛型类型T。
 *     4）与泛型类的定义同样，此处T能够随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数经常使用于表示泛型。
 */
public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
  IllegalAccessException{
        T instance = tClass.newInstance();
        return instance;
}
Object obj = genericMethod(Class.forName("com.test.test"));

一、泛型方法的基本用法

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;
        }

        //我想说的实际上是这个，虽然在方法中使用了泛型，可是这并非一个泛型方法。
        //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。
        //因此在这个方法中才能够继续使用 T 这个泛型。
        public T getKey(){
            return key;
        }

        /**
         * 这个方法显然是有问题的，在编译器会给咱们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E"
         * 由于在类的声明中并未声明泛型E，因此在使用E作形参和返回值类型时，编译器会没法识别。
        public E setKey(E key){
             this.key = keu
        }
        */
    }

    /** 
     * 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，这代表这是一个泛型方法，而且声明了一个泛型T
     * 这个T能够出如今这个泛型方法的任意位置.
     * 泛型的数量也能够为任意多个 
     *    如：public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
     *        ...
     *        }
     */
    public <T> T showKeyName(Generic<T> container){
        System.out.println("container key :" + container.getKey());
        //固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;
    }

    //这也不是一个泛型方法，这就是一个普通的方法，只是使用了Generic<Number>这个泛型类作形参而已。
    public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

    //这也不是一个泛型方法，这也是一个普通的方法，只不过使用了泛型通配符?
    //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的，?是一种类型实参，能够看作为Number等全部类的父类
    public void showKeyValue2(Generic<?> obj){
        Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey());
    }

     /**
     * 这个方法是有问题的，编译器会为咱们提示错误信息："UnKnown class 'E' "
     * 虽然咱们声明了<T>,也代表了这是一个能够处理泛型的类型的泛型方法。
     * 可是只声明了泛型类型T，并未声明泛型类型E，所以编译器并不知道该如何处理E这个类型。
    public <T> T showKeyName(Generic<E> container){
        ...
    }  
    */

    /**
     * 这个方法也是有问题的，编译器会为咱们提示错误信息："UnKnown class 'T' "
     * 对于编译器来讲T这个类型并未项目中声明过，所以编译也不知道该如何编译这个类。
     * 因此这也不是一个正确的泛型方法声明。
    public void showkey(T genericObj){

    }
    */

    public static void main(String[] args) {


    }
}

二、类中的泛型方法

固然这并非泛型方法的所有，泛型方法能够出现杂任何地方和任何场景中使用。可是有一种状况是很是特殊的，当泛型方法出如今泛型类中时，咱们再经过一个例子看一下

public class GenericFruit {
    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能够为任意类型。能够类型与T相同，也能够不一样。
        //因为泛型方法在声明的时候会声明泛型<E>，所以即便在泛型类中并未声明泛型，编译器也可以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，能够与泛型类中声明的T不是同一种类型。
        public <T> void show_2(T t){
            System.out.println(t.toString());
        }
    }

    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，因此这里能够
        generateTest.show_1(apple);
        //编译器会报错，由于泛型类型实参指定的是Fruit，而传入的实参类是Person
        //generateTest.show_1(person);

        //使用这两个方法均可以成功
        generateTest.show_2(apple);
        generateTest.show_2(person);

        //使用这两个方法也均可以成功
        generateTest.show_3(apple);
        generateTest.show_3(person);
    }
}

三、泛型方法与可变参数

若是静态方法要使用泛型的话，必须将静态方法也定义成泛型方法 。

package OSChina.Genericity;

public class GenericFruit {
    //静态方法中使用泛型，必需要将泛型定义在方法上。
    public static <T> void printMsg(T...args){
        for(T t:args){
            System.out.println("泛型测试，it is "+t);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        printMsg("1111",2222,"江疏影","0.00",55.55);
    }
}

五、泛型方法总结

尽可能使用泛型方法！

（五）泛型上下边界

为泛型添加上边界，即传入的类型实参必须是指定类型的子类型。

static？

报错啦！String类型不是Number类型的子类

泛型的上下边界添加，必须与泛型的声明在一块儿 。

（六）关于泛型数组要提一下

看到了不少文章中都会提起泛型数组，通过查看sun的说明文档，在java中是”不能建立一个确切的泛型类型的数组”的。

也就是说下面的这个例子是不能够的：

使用通配符建立泛型数组是能够的

List<?>[] ls = new ArrayList<?>[10];

下面采用通配符的方式是被容许的:数组的类型不能够是类型变量，除非是采用通配符的方式，由于对于通配符的方式，最后取出数据是要作显式的类型转换的。

 

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