Java 之 泛型

一、泛型概述

　　　集合中是可以存放任意对象的，只要把对象存储集合后，那么这时他们都会被提升成 Object 类型。当我们取出一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。

　　　先观察下面代码：

 public class GenericDemo {
     public static void main(String[] args) {
         Collection coll = new ArrayList();
         coll.add("abc");
         coll.add("itcast");
         coll.add(5);//由于集合没有做任何限定，任何类型都可以给其中存放
         Iterator it = coll.iterator();
         while(it.hasNext()){
             //需要打印每个字符串的长度,就要把迭代出来的对象转成String类型
             String str = (String) it.next();
             System.out.println(str.length());
         }
     }
 }

　　　　上面的程序在运行时发生了问题 java.lang.ClassCastException。

　　　为什么会发生类型转换异常呢？

　　　分析：由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。

　　　解决：Collection 虽然可以存储各种对象，但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后，新增了泛型(Generic)语法，让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型，这样我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

　　　泛型：可以在类或方法中预支地使用未知的类型。

　　　Tips：一般在创建对象时，将未知的类型确定具体的类型。当没有指定泛型时，默认类型为 Object 类型。

二、使用泛型的好处

　　　好处：

• • 　将运行时期的 ClassCastException，转移到了编译时期变成了编译失败。
  • 避免了类型强转的麻烦。

　　　Demo：

 public class GenericDemo {
     public static void main(String[] args) {
         Collection<String> list = new ArrayList<String>();
         list.add("abc");
         list.add("itcast");
         // list.add(5);//当集合明确类型后，存放类型不一致就会编译报错
         // 集合已经明确具体存放的元素类型，那么在使用迭代器的时候，迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
         Iterator<String> it = list.iterator();
         while(it.hasNext()){
             String str = it.next();
             //当使用Iterator<String>控制元素类型后，就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
             System.out.println(str.length());
         }
     }
 }

　　　　Tips：泛型是数据类型的一部分，我们将类名与泛型合并一起看做数据类型。

三、泛型的定义与使用

　　　　泛型，用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中，将数据类型作为参数进行传递。

　　1、定义和使用含有泛型的类

　　　　定义格式：

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {  }

　　　　  Demo：

 class ArrayList<E>{
     public boolean add(E e){ }

     public E get(int index){ }
        ....
 }

　　　　使用泛型：即什么时候确定泛型。

　　　在创建对象的时候确定泛型

　　　　如创建一个集合 ：ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); 此时，变量E的值就是String类型

　　　Demo：

 // 创建泛型类
 public class MyGenericClass<MVP> {
     //没有MVP类型，在这里代表 未知的一种数据类型 未来传递什么就是什么类型
     private MVP mvp;

     public void setMVP(MVP mvp) {
         this.mvp = mvp;
     }

     public MVP getMVP() {
         return mvp;
     }
 }
 // 使用该类
 public class GenericClassDemo {
       public static void main(String[] args) {
          // 创建一个泛型为String的类
          MyGenericClass<String> my = new MyGenericClass<String>();
          // 调用setMVP
          my.setMVP("公孙离");
          // 调用getMVP
          String mvp = my.getMVP();
          System.out.println(mvp);
          //创建一个泛型为Integer的类
          MyGenericClass<Integer> my2 = new MyGenericClass<Integer>();
          my2.setMVP(123);
          Integer mvp2 = my2.getMVP();
     }
 }

　　2、含有泛型的方法

　　　　定义格式：

修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){  }

　　　　　　Demo：

 // 创建 含有泛型方法的类
 public class GenericMethod {
     public <MVP> void show(MVP mvp) {
         System.out.println(mvp.getClass());
     }

     public <MVP> MVP show2(MVP mvp) {
         return mvp;
     }
 }
 // 实现类
 public class GenericMethodDemo {
     public static void main(String[] args) {
         // 创建对象
         GenericMethod mm = new GenericMethod();
         // 演示看方法提示
         mm.show("aaa");
         mm.show(123);
         mm.show(12.45);
     }
 }

　　　　使用格式：调用方法时，确定泛型的类型。

　　3、含有泛型的接口

　　　　定义格式：

修饰符 interface接口名<代表泛型的变量> {  }

　　　　　Demo：

 public interface MyGenericInterface<E>{
     public abstract void add(E e);

     public abstract E getE();
 }

　　　　使用格式：

　　　　　（1）定义类时确定泛型的类型

 // 创建实现类
 public class MyImp1 implements GenericInterface<String> {
     @Override
     public void add(String e) {        泛型 E 的值就是 String 类型
         // 省略...
     }

     @Override
     public String getE() {
         return null;
     }
 }

　　　　　（2）始终不确定泛型的类型，知道创建对象时，确定泛型的类型

 // 创建包含泛型的方法的实现类
 public class MyImp2<E> implements GenericInterface<E> {
     @Override
     public void add(E e) {
             // 省略...
     }

     @Override
     public E getE() {
         return null;
     }
 }
 // 测试类
 public class GenericInterface {
     public static void main(String[] args) {
         MyImp2<String>  my = new MyImp2<String>();
         my.add("aa");
     }
 }

四、泛型通配符

　　　当使用泛型类或者接口时，传递的数据中，泛型类型不确定，可以通过通配符 <?> 表示。

　　　但是一旦使用泛型的通配符后，只能使用 Object 类中的共性方法，集合中元素自身方法无法使用。

　　1、通配符基本使用

　　　　泛型的通配符：不知道使用类型来接收的时候，此时可以使用？，？表示未知通配符。

　　　　此时只能接收数据，不能往该集合中存储数据。

　　　　Demo：

 public static void main(String[] args) {
     Collection<Intger> list1 = new ArrayList<Integer>();
     getElement(list1);
     Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
     getElement(list2);
 }
 public static void getElement(Collection<?> coll){}
 //？代表可以接收任意类型

　　　　Tips：泛型不存在继承关系 Collection<Object> list = new ArrayList<String>() 这种是错误的。

　　2、通配符高级使用 —— 受限泛型

　　　　设置泛型的时候，实际上是可以任意设置的，只要是类就可以设置。但是在 Java 的泛型中可以指定一个泛型的上限和下限。

　　　　　泛型的上限：

　　　　　　格式： 类型名称 <? extends 类名称> 对象名称

　　　　　　意义：只能接收该类型及其子类

　　　　　泛型的下限：

　　　　　　格式：类型名称 <? super 类名称> 对象名称

　　　　　　意义：只能接收该类型及其父类型

　　　　Demo：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类

 public static void main(String[] args) {
     Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
     Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
     Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
     Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

     getElement(list1);
     getElement(list2);//报错
     getElement(list3);
     getElement(list4);//报错

     getElement2(list1);//报错
     getElement2(list2);//报错
     getElement2(list3);
     getElement2(list4);

 }
 // 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类
 public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){}
 // 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类
 public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}