JAVA进阶学习笔记：泛型
2020-04-28 本文已影响0人
Grimoire_招尸墓响
一、定义
“参数化类型”，平时定义任何方法时，例如传入int x,y属于典型的形参，调用时传入的1、2就是实参，参数类型在定义的时候参数类型本身参数化，在实际调用时告诉我们传入什么类型的参数
使用泛型的好处
-
适用于多种数据类型执行相同的代码
-
泛型中的类型在使用时指定，不需要强制类型转换
二、分类
1、泛型类
2、泛型接口
实现方式分以下两种
1.泛型类的方式实现泛型接口，例码：
public class ImplGenertor<T> implements Genertor<T> {
@Override
public T next() {
return null;
}
}
2.直接规定参数类型，例码：
public class ImplGenertor2 implements Genertor<String> {
@Override
public String next() {
return null;
}
}
3、泛型方法
-
特点:完全独立，可在任何地方和任何场景中使用，包括普通类和泛型类
-
与普通方法区别
普通方法：
public class Generic<T> {
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
/* ---------------- 1 ---------------- */
// 虽然在方法中使用了泛型，但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;
}
/* ---------------- 2 ---------------- */
// 使用了Generic<Number>这个泛型类做形参的普通方法。
public void show(Generic<Number> num) {
}
}
泛型方法
1.声明在泛型类的方法就不一定是泛型方法
2.泛型类里定义泛型方法需要遵循泛型方法的规则，带<任一大写(国际惯例)字母>
/** 首先在方法权限关键字与返回值之间的<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){
* ...
* }
*/
三、限定类型变量
泛型类和泛型方法都可使用类型变量的限定，泛型方法使用案例如：对类型变量加以约束，比如计算两个变量的最小，最大值
public static <T> T min(T a,T b){
if(a.compareTo(b) > 0) {
return a;
} else {
return b;
}
}
/* 为了确保传入的两个变量一定有compareTo方法，解决方案为将T限制为实现了接口Comparable的类 */
public static <T extends Comparable> T min(T a, T b){
if(a.compareTo(b) > 0) {
return a;
} else {
return b;
}
}
/* 限定类型可以多个，类和接口均行，若类和接口混用，类必须放在第一位，且只能有一个(原因Java是单继承多实现) */
public static <T extends ArrayList & Comparable & Serializable & ...> T min(T a, T b){
if(a.compareTo(b) > 0) {
return a;
} else {
return b;
}
}
四、约束和局限性
1、不能实例化类型变量
public Restrict() {
this.data = new T();
}
2、静态域或方法里不能引用类型变量（Re:虚拟机创建一个对象时，优先执行static代码，再执行构造方法，泛型的类型只有在对象创建时才知道）
private static T instance;
注：静态方法是泛型方法就没有问题
private static <T> T instance(){}
3、基本类型不允许作为实例化类型参数(Re:基本类型不能作为对象使用)
4、不允许使用instanceof关键字
// if(restrict instanceof Restrict<Double>)
// if(restrict instanceof Restrict<T>)
5、在使用泛型时，不管传入什么类型的参数，查询类型始终是泛型类原生类型
Restrict<Double> restrict = new Restrict<>();
Restrict<String> restrictString = new Restrict<>();
System.out.println(restrict.getClass() == restrictString.getClass());
System.out.println(restrict.getClass().getName());
System.out.println(restrictString.getClass().getName());
// Resulet
true
*.Restrict
*.Restrict
6、不能创建参数化类型的数组
// 允许声明数组
Restrict<Double>[] restrictArray;
// 不允许
// Restrict<Double>[] restricts = new Restrict<Double>[10];
7、泛型类不允许作为 Exception/Throwable的派生类
// private class Problem<T> extends Exception;
8、不能捕获泛型类对象
// public <T extends Throwable> void doWork(T t) {
// try {
//
// } catch (T e) {
// // do something
// }
// }
/* 注：虽然不能捕获它，但可以抛出写到throws子句里 */
public <T extends Throwable> void doWork(T t) throws T {
try {
} catch (Throwable throwable) {
throw t;
}
}
五、泛型类型的继承规则
案例说明：类Pair为泛型类，类Worker是类Employee的派生类，以下为Pair类的节选代码
private static <T> void set(Pair<Employee> p){
}
public static void main(String[] args) {
Pair<Employee> employeePair = new Pair<>();
Pair<Worker> workerPair = new Pair<>();
Employee employee = new Worker();
// Pair<Employee>和Pair<Worker>没有任何继承关系
// Pair<Employee> employeePair2 = new Pair<Worker>();
Pair<Employee> pair = new ExtendPair<>();
set(employeePair);
// set(workerPair);
}
/*泛型类可以继承或者扩展其他泛型类，比如List和ArrayList*/
private static class ExtendPair<T> extends Pair<T>{
}
六、通配符(类型之间的继承关系不代表泛型参数化使用的继承关系，通配符可以很好地解决此问题)[通配符只能在方法中使用]
案例说明：类Fruit派生于类Food,类Apple和类Orange派生于类Fruit,类RedFuji派生于类Apple,类GenericType为泛型类，以下是类WildCard节选代码
public static void print(GenericType<Fruit> p) {
System.out.println(p.getData().getColor());
}
public static void use() {
GenericType<Fruit> a = new GenericType<>();
print(a);
GenericType<Orange> b = new GenericType<>();
//print(b); 方法print不允许传入对象b
}
/* --------------------------- 通配符的引入 --------------------------- */
public static void print2(GenericType<? extends Fruit> p) {
System.out.println(p.getData().getColor());
}
public static void use2() {
GenericType<Fruit> a = new GenericType<>();
print2(a);
GenericType<Orange> b = new GenericType<>();
print2(b);
/** 注：? extends X代表类型的上界，类型参数是X或X的子类 */
//print2(new GenericType<Food>());
// 对象c可赋值于a或b，GenericType<? extends Fruit> c = a/b;
GenericType<? extends Fruit> c = new GenericType<>();
/* ? extends X 主要用于安全访问数据 */
Apple apple = new Apple();
Fruit fruit = new Fruit();
// 编译器不知道传入是类Fruit或类Fruit的子类
//c.setData(apple);
//c.setData(fruit);
// 调用方法getData()获得的是Fruit类型
//Apple x = c.getData();
//Orange x = c.getData();
Fruit x = c.getData();
}
/** ? super X 表示类型的下界，类型参数是X或X的超类，主要用于安全写入数据 */
public static void printSuper(GenericType<? super Apple> p){
System.out.println(p.getData());
}
public static void useSuper(){
GenericType<Fruit> fruitGenericType = new GenericType<>();
GenericType<Apple> appleGenericType = new GenericType<>();
GenericType<RedFuji> redFujiGenericType = new GenericType<>();
GenericType<Orange> orangeGenericType = new GenericType<>();
printSuper(fruitGenericType);
printSuper(appleGenericType);
//printSuper(redFujiGenericType); // 类Apple的子类，故报错
//printSuper(orangeGenericType); // 平级类，跟类Apple没关系
// 表示GenericType的类型参数的下界是Apple
GenericType<? super Apple> x = new GenericType<>();
// 方法setData()编译器不知道传入的确切类型，但传入类Apple或类Apple的子类能安全转型为对象Apple
x.setData(new Apple());
x.setData(new HongFuShi());
//x.setData(new Fruit());
// 返回一定是Apple的超类，具体哪个超类不知道，唯一确定是类Object是类Apple的超类
Object data = x.getData();
}
七、虚拟机实现泛型方式 --- 类型擦除
以类GenericRaw为例
public class GenericRaw<T> {
private T data;
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
public static void main(String[] args) {
}
}
在JDK里类型擦除可理解为擦除成Object
public class GenericRaw<Object> {
private Object data;
public Object getData() {
return data;
}
public void setData(Object data) {
this.data = data;
}
public static void main(String[] args) {
}
}
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