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深入理解java泛型Generic

 更新時間：2021年05月11日 14:54:43   作者：chengyu0726  
這篇文章主要介紹了深入理解java泛型Generic,文中有非常詳細(xì)的代碼示例,對正在學(xué)習(xí)java的小伙伴們有非常好的幫助,需要的朋友可以參考下

一、背景

泛型技術(shù)誕生之前（JDK5以前），創(chuàng)建集合的類型都是Object 類型的元素，存儲內(nèi)容沒有限制，編譯時正常，運行時容易出現(xiàn)ClassCastException 異常。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList list = new ArrayList();
		list.add("java");
		list.add(100);
		list.add(true);
		for(int i = 0;i <list.size();i++) {
			Object o = list.get(i);
			String str = (String)o;
			System.out.println(str);
		}
	}
}

輸出：

java
Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
at com.chengyu.junit.Test.main(Test.java:18)

二、泛型概念

JDK5 中引入泛型，從而可以在編譯時檢測是否存在非法的類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
其本質(zhì)就是參數(shù)化類型，可以用于類、接口和方法中，分別被稱為泛型類、泛型接口、泛型方法。

public static void main(String[] args) {
		ArrayList<String> strList = new ArrayList<String>();
		strList.add("java");
		strList.add("C#");

		for(int i = 0;i < strList.size();i++) {
			String str = strList.get(i);
			System.out.println(str);
		}
	}

三、泛型類

3.1 定義與調(diào)用

定義類時設(shè)置泛型，該泛型可用于類中的屬性或方法中，調(diào)用該泛型類時，指定具體類型；

// 調(diào)用泛型類
public class GenericTest {
	public static void main(String[] args) {
		Generic<String> strGen = new Generic<>("a");
		String key = strGen.getKey();
		System.out.println(key);
	}
}
// 定義泛型類
// @param <T> 使用類時指定
class Generic<T>{
	private T key;
	public Generic(T key) {
		this.key = key;
	}
	public T getKey() {
		return key;
	}
	public void setKey(T key) {
		this.key = key;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "GenericTest [key=" + key + "]";
	}
}

3.2 注意

1）調(diào)用泛型類時未定義類型，則會按照Object 類型處理；
2）調(diào)用時分別指定不同類型，但本質(zhì)都是Object 類型；
3）泛型不支持基本數(shù)據(jù)類型；
4）泛型類的成員方法不可以用static 修飾（泛型方法可以）。

3.3 使用

需求：抽獎活動，但抽獎內(nèi)容沒有確定，可能都是現(xiàn)金，也可能都是物品

public class ProductGetterTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 抽物品
		ProductGetter<String> strProductGetter = new ProductGetter<>();
		String[] str = {"手機(jī)","電視","洗衣機(jī)"};
		for(int i = 0; i < str.length; i ++ ) {
			strProductGetter.addProduct(str[i]);
		}
		String strProduct = strProductGetter.getProduct();
		System.out.println("恭喜您抽中了" + strProduct);

		System.out.println("=============================================");
		// 抽現(xiàn)金
		ProductGetter<Integer> intProductGetter = new ProductGetter<>();
		Integer[] integer = {1000,2000,3000};
		for(int i = 0; i < integer.length; i ++ ) {
			intProductGetter.addProduct(integer[i]);
		}
		int intProduct = intProductGetter.getProduct();
		System.out.println("恭喜您抽中了" + intProduct);
	}
}
// 抽獎器
class ProductGetter<T>{
	Random random = new Random();
	// 獎品池
	ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
	// 添加獎品
	public void addProduct(T t) {
		list.add(t);
	}
	// 抽獎（獲取獎品）
	public T getProduct() {
		 return list.get(random.nextInt(list.size()));
	}
}

3.4 泛型類的繼承

3.4.1 子類也是泛型類

子類也是泛型類，則泛型要保持一致。

class ChildFirst<T> extends Parent{ ... }

1）指定子類泛型，不指定父類泛型，父類默認(rèn)為Object 類型

class Parent<E>{
	private E value;
	public E getValue() {
		return value;
	}
	public void setValue(E value) {
		this.value = value;
	}
}
class ChildFirst<T> extends Parent{
	@Override
	public Object getValue() {
		return super.getValue();
	}
}

2）若父類保留原有泛型，與子類泛型不一致，則會編譯出錯

class ChildFirst<T> extends Parent<E>{
	@Override
	public E getValue() {
		return super.getValue(); 
	}

3）父類泛型與子類保持一致
具體泛型指定是由子類傳遞到父類當(dāng)中，所以繼承時父類要與子類泛型保持一致（當(dāng)然都寫成E也可以）。

class Parent<E>{
	private E value;
	public E getValue() {
		return value;
	}
	public void setValue(E value) {
		this.value = value;
	}
}
class ChildFirst<T> extends Parent<T>{
	@Override
	public T getValue() {
		return super.getValue();
	}
}

4）調(diào)用

public class GenericTest {
	public static void main(String[] args) {
		ChildFirst<String> childFirst = new ChildFirst<>();
		childFirst.setValue("chengyu");
		System.out.println(childFirst.getValue());
	}
}

5）補(bǔ)充：
子類可以進(jìn)行泛型擴(kuò)展，但子類必須有一個泛型與父類一致

public class GenericTest {
	public static void main(String[] args) {
		ChildFirst<String,Integer> childFirst = new ChildFirst<>();
		childFirst.setValue("chengyu");
		System.out.println(childFirst.getValue());
	}
}
class Parent<E>{
	private E value;
	public E getValue() {
		return value;
	}
	public void setValue(E value) {
		this.value = value;
	}
}
class ChildFirst<T,E> extends Parent<T>{
	@Override
	public T getValue() {
		return super.getValue();
	}
}

3.4.2 子類不是泛型類

子類不是泛型類，父類要明確泛型的數(shù)據(jù)類型

class ChildSecond extends Parent<String>{ ... }

1）子類不是泛型類，不指定父類泛型，父類默認(rèn)為Object 類型

class Parent<E>{
	private E value;
	public E getValue() {
		return value;
	}
	public void setValue(E value) {
		this.value = value;
	}
}
class ChildSecond extends Parent{
	@Override
	public Object getValue() {
		return super.getValue();
	}
}

2）父類要明確泛型的數(shù)據(jù)類型

class ChildSecond extends Parent<String>{
	@Override
	public String getValue() {
		return super.getValue();
	}
}

3）調(diào)用

public class GenericTest {
	public static void main(String[] args) {
		ChildSecond childSecond = new ChildSecond();
		childSecond.setValue("chengyu2");
		System.out.println(childSecond.getValue());
	}
}

四、泛型接口

4.1 定義

public interface Generator<T>{ ... }

4.2 使用（與繼承特點相同）

4.2.1 實現(xiàn)類不是泛型類

實現(xiàn)類不是泛型類，接口要明確數(shù)據(jù)類型

class Apple implements Generator<String>{
	@Override
	public String getKey() {
		return "Generator interface";
	}
}

4.2.2 實現(xiàn)類也是泛型類

實現(xiàn)類也是泛型類，實現(xiàn)類和接口的泛型類型要一致

class Apple<T> implements Generator<T>{
	private T key;
	@Override
	public T getKey() {
		return key;
	}
}

五、泛型方法

5.1 定義

5.1.1 泛型方法

修飾符 <T,E,..> 返回值類型 方法名(形參列表){
}

// 泛型方法
public <E,T> E getProduct(ArrayList<E> list) {
	return list.get(random.nextInt(list.size()));
}

5.1.2 靜態(tài)泛型方法

修飾符 <T,E,..> 返回值類型 方法名(形參列表){
}

// 泛型方法
public <E,T> E getProduct(ArrayList<E> list) {
	return list.get(random.nextInt(list.size()));
}

5.1.3 可變參數(shù)的泛型方法

public <E> void print(E... e) {
	for(int i = 0; i < e.length;i++){
		System.out.println(e[i]);
	}
}
// 調(diào)用
print(1,2,3,4);

5.2 注意

1）包含泛型列表的方法才是泛型方法，泛型類中使用了泛型的方法并不是泛型方法；
2）泛型列表中聲明了泛型類型，才可以在方法中使用泛型類型；
3）泛型方法中的泛型類型獨立于泛型類的泛型，與類泛型類型無關(guān)；
4）泛型方法可以用static 修飾（泛型類的成員方法不可以）。

5.3 使用

5.3.1 定義泛型方法

// 抽獎器
// @param <t>
class ProductGetter<T>{
	Random random = new Random();
	// 獎品池
	ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
	// 添加獎品
	public void addProduct(T t) {
		list.add(t);
	}
	// 抽獎（獲取獎品）
	public T getProduct() {
		 return list.get(random.nextInt(list.size()));
	}
	// 泛型方法
	public <E> E getProduct(ArrayList<E> list) {
		return list.get(random.nextInt(list.size()));
	}
}

5.3.2 調(diào)用泛型方法

public class ProductGetterTest {
	public static void main(String[] args) {
		ProductGetter<Integer> intProductGetter = new ProductGetter<>();

		ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
		strList.add("手機(jī)");
		strList.add("電視");
		strList.add("洗衣機(jī)");

		String product = intProductGetter.getProduct(strList);
		System.out.println("恭喜您抽中了" + product);
	}
}

六、類型通配符

6.1 類型通配符介紹

類型通配符一般用【?】代替具體的類型 實參；

6.2 為什么要用類型通配符

泛型類被調(diào)用時，需要指定泛型類型，當(dāng)泛型類的方法被調(diào)用時，不能靈活對應(yīng)多種泛型類型的需求，如下面代碼部分所示：

public class BoxTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 3.調(diào)用showBox
		Box<Number> box1 = new Box<>();
		box1.setFirst(100);
		showBox(box1);
		// 4.再次調(diào)用showBox
		// 出現(xiàn)問題：類型發(fā)生變化后會報錯
		Box<Integer> box2 = new Box<>();
		box2.setFirst(200);
		showBox(box2);
	}
	// 2. 調(diào)用泛型類，此時需要指定泛型類型
	public static void showBox(Box<Number> box) {
		Number first = box.getFirst();
		System.out.println(first);
	}
}
// 1.定義泛型類
class Box<E>{
	private E first;
	public E getFirst() {
		return first;
	}
	public void setFirst(E first) {
		this.first = first;
	}
}

解決上述問題，類型通配符【?】登場

public class BoxTest {
	public static void main(String[] args) {
		// 3.調(diào)用showBox
		Box<Number> box1 = new Box<>();
		box1.setFirst(100);
		showBox(box1);
		// 4.再次調(diào)用showBox
		// 問題得以解決
		Box<Integer> box2 = new Box<>();
		box2.setFirst(200);
		showBox(box2);
	}
	// 2. 調(diào)用泛型類，此時需要指定泛型類型
	// 【?】類型通配符等成
	public static void showBox(Box<?> box) {
		Object first = box.getFirst();
		System.out.println(first);
	}
}
// 1.定義泛型類
class Box<E>{
	private E first;
	public E getFirst() {
		return first;
	}
	public void setFirst(E first) {
		this.first = first;
	}
}

6.3 泛型通配符上限 extends

【6.2】代碼例中，雖然使用了通配符，但 box.getFirst()返回類型仍然需要定義成Object 類型，并不理想。

public static void showBox(Box<?> box) {
	Object first = box.getFirst();
	System.out.println(first);
}

通配符上限登場：
調(diào)用showBox 方法時，傳遞的泛型類型可以是Number 及其子類（Integer）

public static void showBox(Box<? extends Number> box) {
	Number first = box.getFirst();
	System.out.println(first);
}

注意：

public static void showBox(Box<? extends Number> box) {
	Number first = box.getFirst();
	// 此處編譯報錯：類型不一致
	// 雖然定義上限，showBox 被調(diào)用時沒問題，但在方法內(nèi)同時定義多種類型，編譯器無法識別
	Integer second = box.getFirst();
	System.out.println(first);
}

6.4 泛型通配符下限 super

public static void showBox(Box<? super Integer> box) {
	Number first = box.getFirst();
	System.out.println(first);
}

注意：
遍歷時要用Object 類型進(jìn)行遍歷；

七、類型擦除

泛型信息只存在于代碼編譯階段，進(jìn)入JVM之前，與泛型相關(guān)的信息會被擦除，這個行為稱為類型擦除。

到此這篇關(guān)于深入理解java泛型Generic的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java泛型內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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