一文带你深入理解【Java基础】· 泛型

写在前面

        Hello大家好， 我是【麟-小白】，一位软件工程专业的学生，喜好计算机知识。希望大家能够一起学习进步呀！本人是一名在读大学生，专业水平有限，如发现错误或不足之处，请多多指正！谢谢大家！！！

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1.1 为什么要有泛型

• 泛型：标签
• 举例：
  • 中药店，每个抽屉外面贴着标签
  • 超市购物架上很多瓶子，每个瓶子装的是什么，有标签
• 泛型的设计背景
• 集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的对象，所以在JDK1.5之前只能把元素类型设计为Object，JDK1.5之后使用泛型来解决。因为这个时候除了元素的类型不确定，其他的部分是确定的，例如关于这个元素如何保存，如何管理等是确定的，因此此时把元素的类型设计成一个参数，这个类型参数叫做泛型。Collection，List，ArrayList 这个就是类型参数，即泛型。

1.2 泛型的概念

• 所谓泛型，就是允许在定义类、接口时通过一个标识表示类中某个属性的类型或者是某个方法的返回值及参数类型。这个类型参数将在使用时（例如，继承或实现这个接口，用这个类型声明变量、创建对象时）确定（即传入实际的类型参数，也称为类型实参）。
• 从JDK1.5以后，Java引入了“参数化类型（Parameterized type）”的概念，允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型，正如：List，这表明该List只能保存字符串类型的对象。
• JDK1.5改写了集合框架中的全部接口和类，为这些接口、类增加了泛型支持，从而可以在声明集合变量、创建集合对象时传入类型实参。

那么为什么要有泛型呢，直接Object不是也可以存储数据吗？

1.3 在集合中使用泛型

ArrayList list = new ArrayList<>();//类型推断
list.add(78);
list.add(88);
list.add(77);
list.add(66);
//遍历方式一：
//for(Integer i : list) {
    //不需要强转
    //System.out.println(i);
//}
//遍历方式二：
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}

Map map = new HashMap();
map.put("Tom1",34);
map.put("Tom2",44);
map.put("Tom3",33);
map.put("Tom4",32);
//添加失败
//map.put(33, "Tom");
Set> entrySet = map.entrySet();
Iterator> iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
    Entry entry = iterator.next();
    System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
}

1.4 泛型代码演示

import org.junit.Test;
 
import java.util.*;
 
/**
 * 泛型的使用
 * 1.jdk 5.0新增的特性
 *
 * 2.在集合中使用泛型：
 *  总结：
 *  ① 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。
 *  ② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型
 *  ③ 指明完以后，在集合类或接口中凡是定义类或接口时，内部结构（比如：方法、构造器、属性等）使用到类的泛型的位置，都指定为实例化的泛型类型。
 *    比如：add(E e)  --->实例化以后：add(Integer e)
 *  ④ 注意点：泛型的类型必须是类，不能是基本数据类型。需要用到基本数据类型的位置，拿包装类替换
 *  ⑤ 如果实例化时，没有指明泛型的类型。默认类型为java.lang.Object类型。
 *
 * 3.如何自定义泛型结构：泛型类、泛型接口；泛型方法。见 GenericTest1.java
 */
public class GenericTest {
 
    //在集合中使用泛型之前的情况：
    @Test
    public void test1() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        //需求：存放学生的成绩
        list.add(78);
        list.add(76);
        list.add(89);
        list.add(88);
        //问题一：类型不安全
        //list.add("Tom");
 
        for (Object score : list) {
            //问题二：强转时，可能出现ClassCastException
            int stuScore = (Integer) score;
            System.out.println(stuScore);
        }
    }
 
    //在集合中使用泛型的情况：以ArrayList为例
    @Test
    public void test2() {
        ArrayList list = new ArrayList();
 
        list.add(78);
        list.add(87);
        list.add(99);
        list.add(65);
        //编译时，就会进行类型检查，保证数据的安全
//        list.add("Tom");
 
        //方式一：
//        for(Integer score : list) {
//            //避免了强转操作
//            int stuScore = score;
//            System.out.println(stuScore);
//        }
        //方式二：
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            int stuScore = iterator.next();
            System.out.println(stuScore);
        }
    }
 
    //在集合中使用泛型的情况：以HashMap为例
    @Test
    public void test3() {
        //Map map = new HashMap();
        //jdk7新特性：类型推断
        Map map = new HashMap<>();
 
        map.put("Tom", 87);
        map.put("Jerry", 87);
        map.put("Jack", 67);
 
//      map.put(123,"ABC");
        //泛型的嵌套
        Set> entry = map.entrySet();
        Iterator> iterator = entry.iterator();
 
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry e = iterator.next();
            String key = e.getKey();
            Integer value = e.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);
        }
    }
}

2.1 泛型结构

• interface List 和 class GenTest
• 其中，T,K,V不代表值，而是表示类型。这里使用任意字母都可以。
• 常用T表示，是Type的缩写。

• 一定要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如：
  • List strList = new ArrayList();
  • Iterator iterator = customers.iterator();
• T只能是类，不能用基本数据类型填充。但可以使用包装类填充
• 把一个集合中的内容限制为一个特定的数据类型，这就是generics背后的核心思想

•  体会：使用泛型的主要优点是能够在编译时而不是在运行时检测错误。

2.2 泛型类、泛型接口

class Father {
}
// 子类不保留父类的泛型
// 1)没有类型 擦除
class Son extends Father {//等价于class Son extends Father {
}
// 2)具体类型
class Son2 extends Father {
}
// 子类保留父类的泛型
// 1)全部保留
class Son3 extends Father {
}
// 2)部分保留
class Son4 extends Father {
}    

class Person {
    // 使用T类型定义变量
    private T info;
    // 使用T类型定义一般方法
    public T getInfo() {
    return info;
}
public void setInfo(T info) {
    this.info = info;
}
// 使用T类型定义构造器
public Person() {
}
public Person(T info) {
    this.info = info;
}

// static的方法中不能声明泛型
//public static void show(T t) {
//
//}
// 不能在try-catch中使用泛型定义
//public void test() {
//try {
//
//} catch (MyException ex) {
//
//}
//}
//}

2.3 泛型方法

• 方法，也可以被泛型化，不管此时定义在其中的类是不是泛型类。在泛型方法中可以定义泛型参数，此时，参数的类型就是传入数据的类型。

• [访问权限] <泛型> 返回类型 方法名([泛型标识 参数名称]) 抛出的异常
• 泛型方法声明泛型时也可以指定上限(在12.5中讲)

public class DAO {
    public  E get(int id, E e) {
        E result = null;
        return result;
    }
}

public static  void fromArrayToCollection(T[] a, Collection c) {
    for (T o : a) {
        c.add(o);
    }
}
public static void main(String[] args) {
    Object[] ao = new Object[100];
    Collection