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Java中泛型的介绍和使用

框架师

发布于 2019-12-02 13:08:31

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代码可运行

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代码可运行

!今天主要给大家说下Java中泛型的使用以及泛型是什么?下面请看正文

泛型概述

我们都知道Java里的集合(list,map....)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。当我们在取出每一个对象，并且进行相应的操作，这时必须采用类型转换。看下面这段示例代码

package com.mobaijun;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class GeneriDemo1{
    public static void main(String[] args) {
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add("mobai");
        coll.add("墨白");
        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());
        }
    }
}

我们可以看到控制台打印结果是一个异常,异信息如下:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String

这个Demo在运行时发生了java.lang.ClassCastException,找不到主类或无法加载类。为什么会发生类型转换异常呢？我们来分析下：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。怎么来解决这个问题呢？

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，这样的话我们使用API的时候也变得更为简洁，并得到了编译时期的语法检查。

一句话概述就是:泛型可以在类或方法中预支地使用未知的类型

那么使用泛型有什么好处呢?

看下面代码体验一下泛型带给我们的好处:

package com.mobaijun;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class GeneriDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("mobai");
        list.add("墨白");
        // 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());
        }
    }
}

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。

泛型的定义格式：

修饰符 class 类名<代表泛型的变量> {  }

示例代码:

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

泛型在定义的时候不具体，使用的时候才变得具体。在使用的时候确定泛型的具体数据类型。

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

例如， ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时，变量E的值就是String类型,那么我们的类型就可以理解为

class ArrayList<String> {
    public boolean add(String e) {
    }
    public String get(int index) {
    }
}

再例如， ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

此时，变量E的值就是Integer类型,那么我们的类型就可以理解为：

class ArrayList<Integer> {
    public boolean add(Integer e) {
    }
    public Integer get(int index) {
    }
}

泛型方法

示例代码:

public class MyGenericMethod {
    public <MVP> void show(MVP mvp) {
        System.out.println(mvp.getClass());
    }

    public <MVP> MVP show2(MVP mvp) {
        return mvp;
    }
}

在方法调用的时候,明确泛型的类型:代码如下

package com.mobaijun;

public class GeneriDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        MyGenericMethod my = new MyGenericMethod();
        my.show("墨白");
        my.show(18);
        my.show(178.0);
    }
}

泛型的接口

示例代码:

package com.mobaijun;

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

下面我们来看下如果要定义一个类该如何使用泛型:

示例代码:

package com.mobaijun;

public class MyImpl implements MyGenericInterface<String>{
    @Override
    public void add(String s) {
        // 省略
    }

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

在类开始的时候我们以及定义了泛型的类型,那么这个时候泛型e的值就是String;

如果始终不确定泛型的类型，可以直到创建对象时，确定泛型的类型

package com.mobaijun;

/**
 * 不确定泛型的类型
 * @param <E>
 */
public class MyImpl2<E> implements MyGenericInterface<E> {

    @Override
    public void add(E e) {

    }

    @Override
    public E gitE() {
        return null;
    }
}

在创建对象的时候确定泛型的类型

package com.mobaijun;

/**
 * 创建对象的时候确定泛型的类型
 */
public class GenericInterface  {
    public static void main(String[] args) {
        MyImpl2<String> my = new MyImpl2<String>();
        my.add("墨白");
    }
}

泛型还有最后一个知识点,那就是泛型的通配符

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。

通配符的基本使用有如下几点

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。

此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。

示例代码:

package com.mobaijun;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class MyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> c = new ArrayList<Integer>();
       getElement(c);

       Collection<String> c2 = new ArrayList<String>();
       getElement(c2);
    }

    /**
     * 统配符中的?代表着任意类型数据
     * 需要注意的是泛型是不存在继承关系的,
     *      Collection<Object> c2 = new ArrayList<String>();错误示例
     * @param collection
     */
    public static void getElement(Collection<?> collection){

    }
}

通配符高级使用

之前设置泛型的时候，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 > 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 > 对象名称意义：只能接收该类型及其父类型

举个例子,比如：现已知Object类，String 类，Number类，Integer类，其中Number是Integer的父类

package com.mobaijun;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class MyDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> c1 = new ArrayList<Integer>();
        Collection<String> c2 = new ArrayList<String>();
        Collection<Number> c3 = new ArrayList<Number>();
        Collection<Object> c4 = new ArrayList<Object>();

        getElementOne(c1);
        getElementOne(c2);// 编译报错
        getElementOne(c3);
        getElementOne(c4);// 编译报错

        getElementTow(c1);// 编译报错
        getElementTow(c2);// 编译报错
        getElementTow(c3);
        getElementTow(c4);
    }
    // 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 getElementOne(Collection<? extends Number> collection){}
    // 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 getElementTow(Collection<? super Number> collection){}
}