泛型就這么簡單

前言

從今天開始進入Java基礎的復習，可能一個星期會有一篇的<十道簡單算法>，我寫博文的未必都是正確的～如果有寫錯的地方請大家多多包涵並指正～

今天要復習的是泛型，泛型在Java中也是個很重要的知識點，本文主要講解基礎的概念，並不是高深的知識，如果基礎好的同學可以當復習看看～

一、什么是泛型？

Java泛型設計原則：只要在編譯時期沒有出現警告，那么運行時期就不會出現ClassCastException異常.

泛型：把類型明確的工作推遲到創建對象或調用方法的時候才去明確的特殊的類型

參數化類型:

• 把類型當作是參數一樣傳遞
• <數據類型> 只能是引用類型

相關術語：

• ArrayList<E>中的E稱為類型參數變量
• ArrayList<Integer>中的Integer稱為實際類型參數
• 整個稱為ArrayList<E>泛型類型
• 整個ArrayList<Integer>稱為參數化的類型ParameterizedType

二、為什么需要泛型

早期Java是使用Object來代表任意類型的，但是向下轉型有強轉的問題，這樣程序就不太安全

首先，我們來試想一下：沒有泛型，集合會怎么樣

• Collection、Map集合對元素的類型是沒有任何限制的。本來我的Collection集合裝載的是全部的Dog對象，但是外邊把Cat對象存儲到集合中，是沒有任何語法錯誤的。
• 把對象扔進集合中，集合是不知道元素的類型是什么的，僅僅知道是Object。因此在get()的時候，返回的是Object。外邊獲取該對象，還需要強制轉換

有了泛型以后：

• 代碼更加簡潔【不用強制轉換】
• 程序更加健壯【只要編譯時期沒有警告，那么運行時期就不會出現ClassCastException異常】
• 可讀性和穩定性【在編寫集合的時候，就限定了類型】

2.1有了泛型后使用增強for遍歷集合

在創建集合的時候，我們明確了集合的類型了，所以我們可以使用增強for來遍歷集合！

        //創建集合對象
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("java");

        //遍歷,由於明確了類型.我們可以增強for
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

三、泛型基礎

3.1泛型類

泛型類就是把泛型定義在類上，用戶使用該類的時候，才把類型明確下來....這樣的話，用戶明確了什么類型，該類就代表着什么類型...用戶在使用的時候就不用擔心強轉的問題，運行時轉換異常的問題了。

• 在類上定義的泛型，在類的方法中也可以使用！

/*
    1:把泛型定義在類上
    2:類型變量定義在類上,方法中也可以使用
 */
public class ObjectTool<T> {
    private T obj;

    public T getObj() {
        return obj;
    }

    public void setObj(T obj) {
        this.obj = obj;
    }
}

• 測試代碼：

用戶想要使用哪種類型，就在創建的時候指定類型。使用的時候，該類就會自動轉換成用戶想要使用的類型了。

    public static void main(String[] args) {
        //創建對象並指定元素類型
        ObjectTool<String> tool = new ObjectTool<>();

        tool.setObj(new String("鍾福成"));
        String s = tool.getObj();
        System.out.println(s);


        //創建對象並指定元素類型
        ObjectTool<Integer> objectTool = new ObjectTool<>();
        /**
         * 如果我在這個對象里傳入的是String類型的,它在編譯時期就通過不了了.
         */
        objectTool.setObj(10);
        int i = objectTool.getObj();
        System.out.println(i);
    }

3.2泛型方法

前面已經介紹了泛型類了，在類上定義的泛型，在方法中也可以使用.....

現在呢，我們可能就僅僅在某一個方法上需要使用泛型....外界僅僅是關心該方法，不關心類其他的屬性...這樣的話，我們在整個類上定義泛型，未免就有些大題小作了。

• 定義泛型方法....泛型是先定義后使用的

	//定義泛型方法..
    public <T> void show(T t) {
        System.out.println(t);

    }

• 測試代碼：

用戶傳遞進來的是什么類型，返回值就是什么類型了

    public static void main(String[] args) {
        //創建對象
        ObjectTool tool = new ObjectTool();

        //調用方法,傳入的參數是什么類型,返回值就是什么類型
        tool.show("hello");
        tool.show(12);
        tool.show(12.5);

    }

3.3泛型類派生出的子類

前面我們已經定義了泛型類，泛型類是擁有泛型這個特性的類，它本質上還是一個Java類，那么它就可以被繼承

那它是怎么被繼承的呢？？這里分兩種情況

1. 子類明確泛型類的類型參數變量
2. 子類不明確泛型類的類型參數變量

3.3.1子類明確泛型類的類型參數變量

• 泛型接口

/*
    把泛型定義在接口上
 */
public interface Inter<T> {
    public abstract void show(T t);

}

• 實現泛型接口的類.....

/**
 * 子類明確泛型類的類型參數變量:
 */

public class InterImpl implements Inter<String> {
    @Override
    public void show(String s) {
        System.out.println(s);

    }
}

3.3.2子類不明確泛型類的類型參數變量

• 當子類不明確泛型類的類型參數變量時，外界使用子類的時候，也需要傳遞類型參數變量進來，在實現類上需要定義出類型參數變量

/**
 * 子類不明確泛型類的類型參數變量:
 *      實現類也要定義出<T>類型的
 *
 */
public class InterImpl<T> implements Inter<T> {

    @Override
    public void show(T t) {
        System.out.println(t);

    }
}

測試代碼:

    public static void main(String[] args) {
        //測試第一種情況
        //Inter<String> i = new InterImpl();
        //i.show("hello");

        //第二種情況測試
        Inter<String> ii = new InterImpl<>();
        ii.show("100");

    }

值得注意的是：

• 實現類的要是重寫父類的方法，返回值的類型是要和父類一樣的！
• 類上聲明的泛形只對非靜態成員有效

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3.4類型通配符

為什么需要類型通配符？？？？我們來看一個需求.......

現在有個需求：方法接收一個集合參數，遍歷集合並把集合元素打印出來，怎么辦？

• 按照我們沒有學習泛型之前，我們可能會這樣做：

public void test(List list){


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

上面的代碼是正確的，只不過在編譯的時候會出現警告，說沒有確定集合元素的類型....這樣是不優雅的...

• 那我們學習了泛型了，現在要怎么做呢？？有的人可能會這樣做：

public void test(List<Object> list){


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

這樣做語法是沒毛病的，但是這里十分值得注意的是：該test()方法只能遍歷裝載着Object的集合！！！

強調：泛型中的<Object>並不是像以前那樣有繼承關系的，也就是說List<Object>和List<String>是毫無關系的！！！！

那現在咋辦？？？我們是不清楚List集合裝載的元素是什么類型的，List<Objcet>這樣是行不通的........於是Java泛型提供了類型通配符 ?

所以代碼應該改成這樣：

public void test(List<?> list){


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

?號通配符表示可以匹配任意類型，任意的Java類都可以匹配.....

現在非常值得注意的是，當我們使用?號通配符的時候：就只能調對象與類型無關的方法，不能調用對象與類型有關的方法。

記住，只能調用與對象無關的方法，不能調用對象與類型有關的方法。因為直到外界使用才知道具體的類型是什么。也就是說，在上面的List集合，我是不能使用add()方法的。因為add()方法是把對象丟進集合中，而現在我是不知道對象的類型是什么。

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3.4.1設定通配符上限

首先，我們來看一下設定通配符上限用在哪里....

現在，我想接收一個List集合，它只能操作數字類型的元素【Float、Integer、Double、Byte等數字類型都行】，怎么做？？？

我們學習了通配符，但是如果直接使用通配符的話，該集合就不是只能操作數字了。因此我們需要用到設定通配符上限

	List<? extends Number>

上面的代碼表示的是：List集合裝載的元素只能是Number的子類或自身

    public static void main(String[] args) {


        //List集合裝載的是Integer，可以調用該方法
        List<Integer> integer = new ArrayList<>();
        test(integer);

        //List集合裝載的是String，在編譯時期就報錯了
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        test(strings);

    }


    public static void test(List<? extends Number> list) {
        
    }

3.4.2設定通配符下限

既然上面我們已經說了如何設定通配符的上限，那么設定通配符的下限也不是陌生的事了。直接來看語法吧

	//傳遞進來的只能是Type或Type的父類
	<? super Type>

設定通配符的下限這並不少見，在TreeSet集合中就有....我們來看一下

    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }

那它有什么用呢？？我們來想一下，當我們想要創建一個TreeSet<String>類型的變量的時候，並傳入一個可以比較String大小的Comparator。

那么這個Comparator的選擇就有很多了，它可以是Comparator<String>，還可以是類型參數是String的父類，比如說Comparator<Objcet>....

這樣做，就非常靈活了。也就是說，只要它能夠比較字符串大小，就行了

值得注意的是：無論是設定通配符上限還是下限，都是不能操作與對象有關的方法，只要涉及到了通配符，它的類型都是不確定的！

經評論去補充：在泛型的上限和下限中有一個原則：PECS(Producer Extends Consumer Super)

書上是這樣寫的：

• 帶有子類限定的可以從泛型讀取【也就是--->(? extend T)】-------->Producer Extends
• 帶有超類限定的可以從泛型寫入【也就是--->(? super T)】-------->Consumer Super

也有相關博文寫得很好：

• http://blog.51cto.com/flyingcat2013/1616068
• https://blog.csdn.net/xx326664162/article/details/52175283

3.5通配符和泛型方法##

大多時候，我們都可以使用泛型方法來代替通配符的.....

    //使用通配符
    public static void test(List<?> list) {

    }

    //使用泛型方法
    public <T> void  test2(List<T> t) {
        
    }

上面這兩個方法都是可以的.....那么現在問題來了，我們使用通配符還是使用泛型方法呢？？

原則：

• 如果參數之間的類型有依賴關系，或者返回值是與參數之間有依賴關系的。那么就使用泛型方法
• 如果沒有依賴關系的，就使用通配符，通配符會靈活一些.

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3.6泛型擦除

泛型是提供給javac編譯器使用的，它用於限定集合的輸入類型，讓編譯器在源代碼級別上，即擋住向集合中插入非法數據。但編譯器編譯完帶有泛形的java程序后，生成的class文件中將不再帶有泛形信息，以此使程序運行效率不受到影響，這個過程稱之為“擦除”。

3.6.1兼容性

JDK5提出了泛型這個概念，但是JDK5以前是沒有泛型的。也就是泛型是需要兼容JDK5以下的集合的。

當把帶有泛型特性的集合賦值給老版本的集合時候，會把泛型給擦除了。

值得注意的是：它保留的就類型參數的上限。

        List<String> list = new ArrayList<>();

        //類型被擦除了，保留的是類型的上限，String的上限就是Object
        List list1 = list;

如果我把沒有類型參數的集合賦值給帶有類型參數的集合賦值，這又會怎么樣？？

        List list = new ArrayList();
        List<String> list2 = list;

它也不會報錯，僅僅是提示“未經檢查的轉換”

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四、泛型的應用

當我們寫網頁的時候，常常會有多個DAO，我們要寫每次都要寫好幾個DAO，這樣會有點麻煩。

那么我們想要的效果是什么呢？？只寫一個抽象DAO，別的DAO只要繼承該抽象DAO，就有對應的方法了。

要實現這樣的效果，肯定是要用到泛型的。因為在抽象DAO中，是不可能知道哪一個DAO會繼承它自己，所以是不知道其具體的類型的。而泛型就是在創建的時候才指定其具體的類型。

• 抽象DAO

public abstract class BaseDao<T> {

	//模擬hibernate....
	private Session session;
	private Class clazz;
	
	
	//哪個子類調的這個方法，得到的class就是子類處理的類型（非常重要）
	public BaseDao(){
		Class clazz = this.getClass();  //拿到的是子類
		ParameterizedType  pt = (ParameterizedType) clazz.getGenericSuperclass();  //BaseDao<Category>
		clazz = (Class) pt.getActualTypeArguments()[0];
		System.out.println(clazz);
		
	}
	

	public void add(T t){
		session.save(t);
	}
	
	public T find(String id){
		return (T) session.get(clazz, id);
	}
	
	public void update(T t){
		session.update(t);
	}
	
	public void delete(String id){
		T t = (T) session.get(clazz, id);
		session.delete(t);
	}
	
}

• 繼承抽象DAO，該實現類就有對應的增刪改查的方法了。

CategoryDao

public class CategoryDao extends BaseDao<Category> {

}

BookDao

public class BookDao extends BaseDao<Book> {


}

五、最后

泛型的基礎就介紹到這里了，如果以后有需要的話再進行深入研究吧～如果覺得該文章幫助到你，不妨點個贊，關注公眾號一波～

參考資料:

• Core Java

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