一文搞懂泛型——泛型简介/优点/上界/通配符

1.泛型简介

2.泛型的优点

3.泛型的上界

2.1 特殊的泛型上界

1.泛型简介

一般的类或者方法，只能运用具体的类型：即基本类型、自定义的类。若要编写可以用于多种类型的代码，这种刻板的限制对编写代码的束缚会很大。 ——《Java编程思想》

泛型是JDK5.1引入的语法，通俗的讲，泛型就是适用于许多的类型，代码上讲是对类型实现了参数化。

泛型是Java中比较难的语法

例如：


 class MyArray{
    public Object[] objects = new Object[10];
 
    public void set(int pos,Object val){
        objects[pos] = val;
    }
 
    public Object get(int pos){
        return objects[pos];
    }
 }
 
public class Main {
     public static void main(String[] args) {
         MyArray myArray = new MyArray();
         myArray.set(0,"hello");
         String str = myArray.get(0);
         String str1 = myArray.get(0);
 
         System.out.println(str1);
     }
}

对于以上代码，虽然指定了MyArray类中的objects数组类型为Object，并且在main函数中，让objects数组的0下标为字符串“hello”，但在“String str = myArray.get(0);”这行代码中会报错,只能进行强制类型转换，才可输出“hello”。

对于以上问题，就可以利用泛型。将类名改为“MyArray”，此时，MyArray就是一个泛型类“T”可当作是一个占位符。同时更改类中的类型名称。

上述代数可更改为：


class MyArray{
    public T[] objects = (T[])new Object[10];
 
    public void set(int pos,T val){
        objects[pos] = val;
    }
 
    public T get(int pos){
        return objects[pos];
    }
}
public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.set(0,"hello");
        myArray.set(1,10);
        String str = myArray.get(0);
        System.out.println(str);
    }
}

在My Array类中，将Object类型改为T类型，在main函数中，MyArray后加上想要的类型，此时加的是，这样“String str = myArray.get(0);”就不报错了，不用再进行强制类型转换。但是“myArray.set(1,10);”这行代码会报错。即就是编译的时候，会自动进行类型检查。

再看如下代码


public class Main{
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.set(0,"hello");
        myArray.set(1,10);
        String str = myArray.get(0);
        System.out.println(str);
 
        MyArray myArray2 = new MyArray();
        MyArray<int> myArray3 = new MyArray<int>();
    }
}

“MyArray myArray2 = new MyArray();”不报错
“MyArray myArray3 = new MyArray();”报错

这表明对于基本类型来说，不能作为泛型类型的参数。

原类型	包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

2.泛型的优点

1.数据类型参数化

2.编译时会自动进行类型的检查与转换

接下类从底层看一下泛型

在Java当前的文档中打开至这个界面，可根据

此处在空白处鼠标单击右键，选择用powershell打开，并输入指令“javap -c MyArray”，回车

发现有好多的Objec。这表名编译当中，所有的T替换为Obejct，这种替换方式称为：擦除机制

详细的泛型及泛型的擦除机制介绍：https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375

3.泛型的上界

例如

public class MyArray{

......

}

此时 “MyArray myArray = new MyArray();”

“MyArray myArray = new MyArray();”都是可以的，但是

“MyArray myArray = new MyArray();”会报错。因为E只能是Nubmer或者Number的子类。这就是泛型的上界。泛型没有下界

public class MyArray{

......

}

没有指定上界，则默认是Object，视为

2.1 特殊的泛型上界

这是一个寻找数组最大值的方法，类中是T类型的参数


class Find{
     public T findMax(T[] array){
         T max = array[0];
         for (int i = 1; i < array.length; i++) {
             if(max < array[i]){
                 max = array[i];
             }
         }
         return max;
     }
}

此时发现“ if(max < array[i])”这行代码报错了。原因是T类型是引用类型，无法通过“< ，> ，!=”等比较，需要利用compare进行比较。

则以上代码更改为


class Findextends Comparable>{
     public T findMax(T[] array){
         T max = array[0];
         for (int i = 1; i < array.length; i++) {
             if(max.compareTo(array[i]) < 0 ){
                 max = array[i];
             }
         }
         return max;
     }
}

测试用例：


public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] array = {2,34,45,12,76,80,22,35,10};
        Find find = new Find();
        int max = find.findMax(array);
        System.out.println("array数组最大值为: " + max);
 
        String[] strings = {"hello","i love u","qwerty"};
        Find find2 = new Find();
        String str = find2.findMax(strings);
        System.out.println("str数组最大值为: " + str);
 
    }
    
}

测试结果：

注意：这里的extends不是继承

4.泛型的通配符

4.1 简介

通配符是为了解决泛型无法协变的问题，协变是指如果Student是Person的子类，那么List也应该是List的子类。但是泛型是不支持这样的父子类关系。

1.泛型T是一个确定的类型，一旦传入类型就确定下来，而通配符更加灵活且不确定，更多的是用于扩充参数的范围。

2.可以理解为T就是一个变量，传入具体的类型就确定下来，而通配符可以规定能传那些参数。

例如


class Alg{
    public static  void print1(ArrayList list){
        for (T x:list) {
            System.out.println(x);
        }
    }
 
    public static void print2(ArrayList list){
        for (Object x:list) {
            System.out.println(list);
        }
    }
}

4.2 通配符的上界

语法：

举例：


// 可以传入类型实参是 Number 子类的任意类型的 MyArrayList
public static void printAll(MyArrayList list) {
...
}
// 以下调用都是正确的
printAll(new MyArrayList());
printAll(new MyArrayList());
printAll(new MyArrayList());
// 以下调用是编译错误的
printAll(new MyArrayList());
printAll(new MyArrayList