第15章： 泛型

15.1 泛型的理解和好处

15.1.1 看一个需求

有多态，为什么还要使用泛型？
需求：
（1）请编写程序，在ArrayList 中，添加3个Dog对象
（2）Dog对象含有name 和 age, 并输出name 和 age (要求使用getXxx())
先使用传统的方法来解决 —> 引出泛型

public class Generic01 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用传统的方法来解决
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小黄", 5));

        //遍历
        for (Object o : arrayList) {
            //向下转型Object ->Dog
            Dog dog = (Dog) o;
            System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
        }

    }
}
class Dog {
    private String name;
    private int age;
    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
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以上代码采取传统方法解决，但是呢 假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫，会发生什么呢？

//假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫
        arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));

//其他代码照上面不改变
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15.1.2 使用传统方法的问题分析

1. 不能对加入到集合ArrayList中的数据类型进行约束（不安全，易抛出异常）
2. 遍历的时候，需要进行类型转换，如果集合中的数据量较大，对效率有影响
   

15.1.3 泛型快速体验-用泛型来解决前面的问题

//使用传统的方法来解决===> 使用泛型
        //解读
        //1. 当我们 ArrayList 表示存放到 ArrayList 集合中的元素是Dog类型 (细节后面说...)
        //2. 如果编译器发现添加的类型，不满足要求，就会报错
        //3. 在遍历的时候，可以直接取出 Dog 类型而不是 Object
        //4. public class ArrayList {} E称为泛型,那么 Dog->E
        ArrayList<Dog> arrayList = new ArrayList<Dog>();
        arrayList.add(new Dog("旺财", 10));
        arrayList.add(new Dog("发财", 1));
        arrayList.add(new Dog("小黄", 5));
        //假如我们的程序员，不小心，添加了一只猫
        //arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));
        System.out.println("===使用泛型====");
        for (Dog dog : arrayList) {
            System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());
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15.1.4 泛型的好处

1. 编译时，检查添加元素的类型，提高了安全性
2. 减少了类型转换的次数，提高效率【说明】

• 不使用泛型
  • Dog -加入–> Object -取出–> Dog//放入到Arraylist会先转换成Object，在取出时，还需要转换成Dog
• 使用泛型
  • Dog --> Dog --> Dog//放入时，和取出时，不需要类型转换，提高效率

3. 不再提示编译警告
   

15.2 泛型介绍

理解：泛（广泛）型（类型） = > 可以是 Integer，String，Dog…【泛型就是数据类型的数据类型】

1. 泛型又称参数化类型，是jdk5.0出现的新特性，解决数据类型的安全性问题
2. 在类声明或实例化时，只要指定好需要的具体类型即可
3. Java泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告，运行时就不会产生ClassCastException异常。同时，代码更加简洁、健壮
4. 泛型的作用是：可以在类声明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类型，或者是参数类型。（如下图）

那如何确定泛型的类型呢？

//注意，特别强调： E具体的数据类型在定义Person对象的时候指定,即在编译期间，就确定E是什么类型
        Person<String> person = new Person<String>("爱摸鱼的TT");
        person.show(); //String

        /*
            你可以这样理解，上面的Person类
            class Person {
                String s ;//E表示 s的数据类型, 该数据类型在定义Person对象的时候指定,即在编译期间，就确定E是什么类型

                public Person(String s) {//E也可以是参数类型
                    this.s = s;
                }

                public String f() {//返回类型使用E
                    return s;
                }
            }
         */

        Person<Integer> person2 = new Person<Integer>(100);
        person2.show();//Integer

        /*
            class Person {
                Integer s ;//E表示 s的数据类型, 该数据类型在定义Person对象的时候指定,即在编译期间，就确定E是什么类型

                public Person(Integer s) {//E也可以是参数类型
                    this.s = s;
                }

                public Integer f() {//返回类型使用E
                    return s;
                }
            }
         */
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15.3 泛型的语法

15.3.1 泛型的声明

interface 接口{} 和 class类{}
说明：

1. 其中，T、K、V不代表值，而是表示类型
2. 任意字母都可以。常用T表示，是Type的缩写
   

15.3.2 泛型的实例化

要在类名后面指定类型参数的值（类型）。如：

1. List strList = new ArrayList();
2. Iterator iterator = customer.iterator();
   

15.3.3 泛型使用举例

创建 3个学生对象

• 放入到 HashSet中学生对象 使用.
• 放入到 HashMap中，要求 Key 是 String name, Value 就是 学生对象
• 使用两种方式遍历

Student类：

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
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实现类：

//使用泛型方式给HashSet 放入3个学生对象
        HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();
        students.add(new Student("jack", 18));
        students.add(new Student("tom", 28));
        students.add(new Student("mary", 19));

        //遍历
        for (Student student : students) {
            System.out.println(student);
        }

        //使用泛型方式给HashMap 放入3个学生对象
        //K -> String V->Student
        HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();
        /*源码：
            public class HashMap  {}
         */
        hm.put("milan", new Student("milan", 38));
        hm.put("smith", new Student("smith", 48));
        hm.put("hsp", new Student("hsp", 28));

        //迭代器 EntrySet
        /*源码：
        public Set> entrySet() {
            Set> es;
            return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
        }
         */
        Set<Map.Entry<String, Student>> entries = hm.entrySet();
        /*源码：
            public final Iterator> iterator() {
                return new EntryIterator();
            }
         */
        Iterator<Map.Entry<String, Student>> iterator = entries.iterator();
        System.out.println("==============================");
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Student> next =  iterator.next();
            System.out.println(next.getKey() + "-" + next.getValue());
        }
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15.3.4 泛型使用的注意事项和细节

1. interface List{} , public class HashSet{}…等等

说明：T、E只能是引用类型

2. 在给泛型指定具体类型后，可以传入该类型或者其子类类型

3. 泛型使用形式

HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();
HashSet<Student> students = new HashSet<>();
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4. 如果我们这样写 HashSet hashSet = new HashSet(); 默认给它定位类型是【 E就是Object】
   

巩固练习（经典案例）

定义Employee类

1. 该类包含：private成员变量name,sal,birthday，其中 birthday 为 MyDate 类的对象；
2. 为每一个属性定义 getter, setter 方法；
3. 重写 toString 方法输出 name, sal, birthday
4. MyDate类包含: private成员变量month,day,year；并为每一个属性定义 getter, setter 方法；
5. 创建该类的 3 个对象，并把这些对象放入 ArrayList 集合中（ArrayList 需使用泛型来定义），对集合中的元素进行排序，并遍历输出：

• 排序方式： 调用ArrayList 的 sort 方法 ,
• 传入 Comparator对象[使用泛型]，先按照name排序，如果name相同，则按生日日期的先后排序。【即：定制排序】

【MyDate类】

public class MyDate implements Comparable<MyDate>{
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }

    public int getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", month=" + month +
                ", day=" + day +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(MyDate o) { //把对year-month-day比较放在这里

        int yearMinus = this.year - o.getYear();
        if(yearMinus != 0) {
            return  yearMinus;
        }
        //如果year 相同，就比较month
        int monthMinus = this.month - o.getMonth();
        if(monthMinus != 0) {
            return monthMinus;
        }
        //如果year 和 month 相同，就比较day
        return this.day - o.getDay();
    }
}
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【Employee类】

public class Employee {
    private String name;
    private double sal;
    private MyDate birthday;

    public Employee(String name, double sal, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.sal = sal;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getSal() {
        return sal;
    }

    public void setSal(double sal) {
        this.sal = sal;
    }

    public MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "\nEmployee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sal=" + sal +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}
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【实现类】：注意理解排序方法（sort）

public class GenericExercise02 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Employee> employees = new ArrayList<>();
        employees.add(new Employee("tom", 20000, new MyDate(1980,12,11)));
        employees.add(new Employee("jack", 12000, new MyDate(2001,12,12)));
        employees.add(new Employee("tom", 50000, new MyDate(1980,12,10)));

        System.out.println("employees=" + employees);

        //制定排序顺序（可以回头看Arrays.sort()的底层源码分析）
        employees.sort(new Comparator<Employee>() {
            @Override
            public int compare(Employee emp1, Employee emp2) {
                //先按照name排序，如果name相同，则按生日日期的先后排序。【即：定制排序】
                //先对传入的参数进行验证
                if(!(emp1 instanceof  Employee && emp2 instanceof Employee)) {
                    System.out.println("类型不正确..");
                    return 0;
                }
                //比较name
                int i = emp1.getName().compareTo(emp2.getName());
                if(i != 0) {
                    return i;
                }

                //（名字相同）下面是对birthday的比较，因此，我们最好把这个比较，放在MyDate类完成
                //封装后，将来可维护性和复用性，就大大增强.
                return emp1.getBirthday().compareTo(emp2.getBirthday());
            }
        });

        System.out.println("==对雇员进行排序==");
        System.out.println(employees);
    }
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15.4 自定义泛型

15.4.1 自定义泛型类 (难度)

基本语法：

class 类名<T,R...>{//...表示可以有多个泛型
    成员
}
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注意细节：

1. 普通成员可以使用泛型（属性、方法）
2. 使用泛型的数组，不能初始化
3. 静态方法中不能使用类的泛型
4. 泛型类的类型，是在创建对象时确定的（因为创建对象时，需要指定确定类型）
5. 如果在创建对象时，没有指定类型，默认为Object

15.4.2 自定义泛型接口

基本语法：

interface 接口名<T、R...>{
}
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注意细节：

1. 接口中，静态成员也不能使用泛型（这个和泛型类规定一样）【接口中的属性，只能是final的，而且是public static final 修饰符】

interface IUsb<U, R> {

    int n = 10;
    //U name; //静态成员不能使用泛型

    //普通方法中，可以使用接口泛型
    R get(U u);

    void hi(R r);//抽象方法

    void run(R r1, R r2, U u1, U u2);//抽象方法

    //在jdk8 中，可以在接口中，使用默认方法（default）, 也是可以使用泛型
    default R method(U u) {
        return null;
    }
}
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2. 泛型接口的类型，在继承接口或者实现接口时确定

//在继承接口 指定泛型接口的类型
interface IA extends IUsb<String, Double> {

}
//当我们去实现IA接口时，因为IA在继承IUsb 接口时，指定了U 为String R为Double
//，在实现IUsb接口的方法时，使用String替换U, 是Double替换R
class AA implements IA {

    @Override
    public Double get(String s) {
        return null;
    }
    @Override
    public void hi(Double aDouble) {

    }
    @Override
    public void run(Double r1, Double r2, String u1, String u2) {

    }
}

//实现接口时，直接指定泛型接口的类型
//给U 指定Integer 给 R 指定了 Float
//所以，当我们实现IUsb方法时，会使用Integer替换U, 使用Float替换R
class BB implements IUsb<Integer, Float> {

    @Override
    public Float get(Integer integer) {
        return null;
    }

    @Override
    public void hi(Float aFloat) {

    }

    @Override
    public void run(Float r1, Float r2, Integer u1, Integer u2) {

    }
}
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3. 没有指定类型，默认为Object

//没有指定类型，默认为Object
//建议直接写成 IUsb
class CC implements IUsb { //等价 class CC implements IUsb {
    @Override
    public Object get(Object o) {
        return null;
    }
    @Override
    public void hi(Object o) {
    }
    @Override
    public void run(Object r1, Object r2, Object u1, Object u2) {

    }
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15.4.3 自定义泛型方法

基本语法

修饰符 <T、R>返回类型 方法名（参数列表）{
}
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注意事项：

1. 泛型方法，可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中

//泛型方法，可以定义在普通类中, 也可以定义在泛型类中
class Car {//普通类
    public void run() {//普通方法
    }
    //说明 泛型方法
    //1.  就是泛型
    //2. 是提供给 fly使用的
    public <T, R> void fly(T t, R r) {//泛型方法
        System.out.println(t.getClass());//String
        System.out.println(r.getClass());//Integer
    }
}

class Fish<T, R> {//泛型类
    public void run() {//普通方法
    }
    public<U,M> void eat(U u, M m) {//泛型方法

    }
    //说明
    //1. 下面hi方法不是泛型方法
    //2. 是hi方法使用了类声明的 泛型
    public void hi(T t) {
    }
    //泛型方法，可以使用类声明的泛型，也可以使用自己声明泛型
    public<K> void hello(R r, K k) {
        System.out.println(r.getClass());
        System.out.println(k.getClass());
    }
}
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2. 当泛型方法被调用时，类型会确定

        Car car = new Car();
        car.fly("宝马", 100);//当调用方法时，传入参数，编译器，就会确定类型
        System.out.println("=======");
        car.fly(300, 100.1);//当调用方法时，传入参数，编译器，就会确定类型
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3. public void eat(E e){}，修饰符后没有eat方法不是泛型方法，而是使用了泛型（可以看看上面使用了泛型的方法，但不是泛型方法）【代码上面】
   

15.5 泛型的继承和通配符

1. 泛型不具备继承性

List<Object> list = new ArrayList<String>();//错误
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2. ：支持任意泛型类型

C -> B -> A（继承关系）
//通用代码
        //举例说明下面三个方法（2,3,4点）的使用
        List<Object> list1 = new ArrayList<>();
        List<String> list2 = new ArrayList<>();
        List<AA> list3 = new ArrayList<>();
        List<BB> list4 = new ArrayList<>();
        List<CC> list5 = new ArrayList<>();

        //如果是 List c ，可以接受任意的泛型类型
        printCollection1(list1);
        printCollection1(list2);
        printCollection1(list3);
        printCollection1(list4);
        printCollection1(list5);

方法1：
    //说明: List 表示 任意的泛型类型都可以接受
    public static void printCollection1(List<?> c) {
        for (Object object : c) { // 通配符，取出时，就是Object
            System.out.println(object);
        }
    }
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3. ：支持A类以及A类的子类，规定了泛型的上限

        //List c： 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
//        printCollection2(list1);//×
//        printCollection2(list2);//×
        printCollection2(list3);//√
        printCollection2(list4);//√
        printCollection2(list5);//√

方法2：
    // ? extends AA 表示 上限，可以接受 AA或者AA子类
    public static void printCollection2(List<? extends AA> c) {
        for (Object object : c) {
            System.out.println(object);
        }
    }
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4. <？super A>：支持A类以及A类的父亲，不限于直接父类，规定了泛型的下限

//List c: 支持AA类以及AA类的父类，不限于直接父类
        printCollection3(list1);//√
        //printCollection3(list2);//×
        printCollection3(list3);//√
        //printCollection3(list4);//×
        //printCollection3(list5);//×

方法3：
// ? super 子类类名AA:支持AA类以及AA类的父类，不限于直接父类，
    //规定了泛型的下限
    public static void printCollection3(List<? super AA> c) {
        for (Object object : c) {
            System.out.println(object);
        }
    }
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15.6 JUnit

15.6.1 为什么需要 JUnit

1. 一个类有很多功能代码需要测试，为了测试，就需要写入到main方法中
2. 如果有多个功能代码测试，就需要来回注销，切换很麻烦
3. 如果可以直接运行一个方法，就方便很多，并且可以给出相关信息，这时就要使用JUnit

【反正就是独立测试就对了，互不影响】

15.6.2 基本介绍

1. JUnit是一个Java语言的单元测试框架
2. 多数Java的开发环境都已经集成了JUnit作为单元测试的工具

【如果传参数可以按照之前所学的控制台传参的方法，IDEA右上角哪里】

巩固练习

定义个泛型类 DAO，在其中定义一个Map接口的 成员变量，Map 的键为 String 类型，值为 T 类型。
分别创建以下方法：

• (1) public void save(String id,T entity)： 保存 T 类型的对象到 Map 成员变量中
• (2) public T get(String id)：从 map 中获取 id 对应的对象
• (3) public void update(String id,T entity)：替换 map 中key为id的内容,改为 entity 对象
• (4) public List list()：返回 map 中存放的所有 T 对象（value值）
• (5) public void delete(String id)：删除指定 id 对象

定义一个 User 类：

• 该类包含：private成员变量（int类型） id，age；（String 类型）name。

创建 DAO 类的对象， 分别调用其 save、get、update、list、delete 方法来操作 User 对象，使用 Junit 单元测试类进行测试。

思路分析

1. 定义User类
2. 定义Dao泛型类
3. Junit 单元测试类

User类：

public class User {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public User(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
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Dao泛型类：

public class Dao<T> {
    private Map<String, T> map = new HashMap<>();

    public T get(String id){
        return map.get(id);
    }

    public void update(String id, T entity){
        map.put(id, entity);
    }

    //返回 map 中存放的所有 T 对象
    //遍历map [k-v],将map的 所有value(T entity),封装到ArrayList返回即可
    public List<T> list() {
        //创建 Arraylist，目的存放value值
        List<T> list = new ArrayList<>();

        //遍历map
        Set<String> keySet = map.keySet();//得到map的键，【类型为Set类】且可以使用get方法获得value值
        for (String key : keySet) {
            //map.get(key) 返回就是 User对象->ArrayList
            list.add(map.get(key));//也可以直接使用本类的 get(String id)
        }
        return list;
    }

    public void delete(String id){
        map.remove(id);
    }
    public void save(String id, T entity){
        map.put(id,entity);
    }
}
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Junit 单元测试类：

public class HomeWork {
    public static void main(String[] args) {

    }

    @Test
    public void testList(){
        Dao<User> dao = new Dao<>();
        dao.save("001", new User(1,10,"jack"));
        dao.save("002", new User(2,18,"king"));
        dao.save("003", new User(3,38,"smith"));

        //简单返回看看
        List<User> list = dao.list();
        System.out.println("list=" + list);

        dao.update("003", new User(3, 58, "milan"));
        dao.delete("001");//删除
        System.out.println("===修改后====");
        list = dao.list();//改动后还得重新获取对象
        System.out.println("list=" + list);

        System.out.println("id=003 " + dao.get("003"));//milan
    }
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