[java入门到精通] 11 泛型,数据结构,List,Set

今日目标

• 泛型使用

• 数据结构

• List

• Set

1 泛型

1.1 泛型的介绍

• 泛型是一种类型参数，专门用来保存类型用的
  • 最早接触泛型是在ArrayList，这个E就是所谓的泛型了。使用ArrayList时，只要给E指定某一个类型，里面所有用到泛型的地方都会被指定对应的类型

1.2 使用泛型的好处

• 不用泛型带来的问题
  • 集合若不指定泛型，默认就是Object。存储的元素类型自动提升为Object类型。获取元素时得到的都是Object，若要调用特有方法需要转型，给我们编程带来麻烦.
• 使用泛型带来的好处
  • 可以在编译时就对类型做判断，避免不必要的类型转换操作，精简代码，也避免了因为类型转换导致的代码异常

 //泛型没有指定类型，默认就是Object
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add(100);
list.add(false);
//集合中的数据就比较混乱，会给获取数据带来麻烦
for (Object obj : list) {
    String str = (String) obj;
    //当遍历到非String类型数据，就会报异常出错
    System.out.println(str + "长度为：" + str.length());
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

1.3 泛型的注意事项

• 泛型在代码运行时，泛型会被擦除。后面学习反射的时候，可以实现在代码运行的过程中添加其他类型的数据到集合

  • 泛型只在编译时期限定数据的类型 , 在运行时期会被擦除

1.4 自定义泛型类

• 当一个类定义其属性的时候，不确定具体是什么类型时，就可以使用泛型表示该属性的类型

• 定义的格式

  • 在类型名后面加上一对尖括号，里面定义泛型。一般使用一个英文大写字母表示，如果有多个泛型使用逗号分隔
  • public class 类名<泛型名>{ … }

  举例 : 
  public class Student<X,Y>{  
      X  xObj; 
  } 
  1
  2
  3
  4

• 泛型的确定

  • 当创建此泛型类是 , 确定泛型类中泛型的具体数据类型

• 练习

package com.lystar.genericity_demo.genericity_class;

import java.time.Period;

/*
    需求 : 定义一个人类，定义一个属性表示爱好，但是具体爱好是什么不清楚，可能是游泳，乒乓，篮球。
 */
public class GenericityDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person<BasketBall> person = new Person<>();
        person.setHobby(new BasketBall());

        Person<Swim> person2 = new Person<>();
        person2.setHobby(new Swim());

        Person person3 = new Person<>();// 如果没有指定泛型 , 那么默认使用Object数据类型
    }
}

class Person<H> {
    // 定义属性表达爱好
    private H hobby;


    public H getHobby() {
        return hobby;
    }

    public void setHobby(H hobby) {
        this.hobby = hobby;
    }
}

class Swim {
}

class PingPang {
}

class BasketBall {
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

1.3 自定义泛型接口

• 当定义接口时，内部方法中其参数类型，返回值类型不确定时，就可以使用泛型替代了。

• 定义泛型接口

  • 在接口后面加一对尖括号 , 尖括号中定义泛型 , 一般使用大写字母表示, 多个泛型用逗号分隔
  • public interface<泛型名> { … }
  • 举例 :

  public interface Collection<E>{
  	public boolean add(E e);
  } 
  
  1
  2
  3
  4

• 泛型的确定

  • 实现类去指定泛型接口的泛型
  • 实现了不去指定泛型接口的泛型 , 进行延续泛型 , 回到泛型类的使用

package com.lystar.genericity_demo.genericity_interface;
/*
    需求:
    模拟一个Collection接口，表示集合，集合操作的数据不确定。
    定义一个接口MyCollection具体表示。

 */
// 泛型接口
public interface MyCollection<E> {
    // 添加功能
    public abstract void add(E e);
    // 删除功能
    public abstract void remove(E e);
}

// 指定泛型的第一种方式 : 让实现类去指定接口的泛型
class MyCollectionImpl1 implements MyCollection<String>{
    @Override
    public void add(String s) {

    }
    @Override
    public void remove(String s) {

    }
}
// 指定泛型的第二种方式 : 实现类不确定泛型,延续泛型,回到泛型类的使用
class MyCollectionImpl2<E> implements MyCollection<E>{

    @Override
    public void add(E a) {

    }

    @Override
    public void remove(E a) {

    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

1.4 自定义泛型方法

• 当定义方法时，方法中参数类型，返回值类型不确定时，就可以使用泛型替代了

• 泛型方法的定义

  • 可以在方法的返回值类型前定义泛型
  • 格式 : public <泛型名> 返回值类型 方法名(参数列表){ … }
  • 举例 : public void show(T t) { … }

• 泛型的确定

  • 当调用一个泛型方法 , 传入的参数是什么类型, 那么泛型就会被确定

• 练习

  package com.lystar.genericity_demo.genericity_method;
  
  import java.util.ArrayList;
  import java.util.Arrays;
  
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          // Collection集合中 : public  T[] toArray(T[] a) : 把集合中的内容存储到一个数组中 , 进行返回
          ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
          list.add("abc");
          list.add("ads");
          list.add("qwe");
          String[] array = list.toArray(new String[list.size()]);
          System.out.println(Arrays.toString(array));
      }
  
      // 接收一个集合 , 往集合中添加三个待指定类型的元素
      public static <X> void addElement(ArrayList<X> list, X x1, X x2, X x3) {
          list.add(x1);
          list.add(x2);
          list.add(x3);
      }
  }
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  19
  20
  21
  22
  23

1.5 通配符

• 当我们对泛型的类型确定不了，而是表达的可以是任意类型，可以使用泛型通配符给定

  符号就是一个问号：? 表示任意类型，用来给泛型指定的一种通配值。如下

public static void shuffle(List<?> list){
   //…
} 

说明：该方法时来自工具类Collections中的一个方法，用来对存储任意类型数据的List集合进行乱序
1
2
3
4
5

• 泛型通配符结合集合使用

  • 泛型通配符搭配集合使用一般在方法的参数中比较常见。在集合中泛型是不支持多态的，如果为了匹配任意类型，我们就会使用泛型通配符了。
  • 方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符，要特别注意如下
    • 集合的类型会提升为Object类型
    • 方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符,那么此集合不能进行添加和修改操作 , 可以删除和获取

  package com.lystar.genericity_demo;
  
  
  import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;
  
  public class Demo {
      public static void main(String[] args) {
          ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
          list.add("abc");
          list.add("asd");
          list.add("qwe");
          // 方法的参数是一个集合 , 集合的泛型是一个通配符 , 可以接受任意类型元素的集合
          show(list);
      }
  
      public static void show(List<?> list) {
          // 如果集合的泛型是一个通配符 , 那么集合中元素以Object类型存在
          Object o = list.get(0);
  
          // 如果集合的泛型是一个通配符 , 那么此集合不能进行添加和修改操作 , 可以删除和获取
          // list.add(??);
  
          // 删除可以
          list.remove(0);
          // 获取元素可以
          for (Object o1 : list) {
              System.out.println(o1);
          }
      }
  }
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  19
  20
  21
  22
  23
  24
  25
  26
  27
  28
  29
  30
  31

  package com.lystar.genericity_demo;
  
  import java.util.ArrayList;
  
  /*
      已知存在继承体系：Integer继承Number，Number继承Object。
      定义一个方法，方法的参数是一个ArrayList。
      要求可以接收ArrayList,ArrayList,ArrayList