Java中泛型的示例详解

泛型概述

我们都知道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。 大家观察下面代码：

public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("hello");
coll.add("zjq");
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());
}
}
}

程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String。

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。

使用泛型的好处

那么泛型带来了哪些好处呢？

• 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。

通过我们如下代码体验一下：

public class GenericDemo2 {
public static void main(String[] args) {
       Collection<String> list = new ArrayList<String>();
coll.add("hello");
coll.add("zjq");
       // 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。

泛型的定义与使用

我们在集合中会大量使用到泛型，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。

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> {  }

例如，API中的ArrayList集合：

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

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) {  }
    ...
}

举例自定义泛型类

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:

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("大胡子登登");
        // 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();
   }
}

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){  }

例如，

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

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

使用格式：调用方法时，确定泛型的类型

public class GenericMethodDemo {
   public static void main(String[] args) {
       // 创建对象
       MyGenericMethod mm = new MyGenericMethod();
       // 演示看方法提示
       mm.show("aaa");
       mm.show(123);
       mm.show(12.45);
   }
}

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> {  }

例如：

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

例如:

public class MyImp1 implements MyGenericInterface<String> {
@Override
   public void add(String e) {
       // 省略...
   }

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

此时，泛型E的值就是String类型。

2.始终不确定泛型的类型，直到创建对象时，确定泛型的类型

例如：

public class MyImp2<E> implements MyGenericInterface<E> {
@Override
public void add(E e) {
       // 省略...
}

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

确定泛型：

/*
* 使用
*/
public class GenericInterface {
   public static void main(String[] args) {
       MyImp2<String>  my = new MyImp2<String>();  
       my.add("aa");
   }
}

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。

通配符基本使用

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。

举个例子大家理解使用即可：

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

通配符高级使用----受限泛型

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

比如：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){}

来源：https://juejin.cn/post/7155654203107442719