Java之泛型

一、什么是泛型

1.背景：

JAVA推出泛型以前，程序员可以构建一个元素类型为Object的集合，该集合能够存储任意的数据类型对象，而在使用该集合的过程中，需要程序员明确知道存储每个元素的数据类型，否则很容易引发ClassCastException异常。

2.概念：

Java泛型（generics）是JDK5中引入的一个新特性，泛型提供了编译时类型安全监测机制，该机制允许我们在编译时检测到非法的类型数据结构。泛型的本质就是参数化类型，也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。

3.好处：

• 类型安全

• 消除了强制类型的转换

4.类型：

• E - Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
• T - Type（表示Java 类，包括基本的类和我们自定义的类）
• K - Key（表示键，比如Map中的key）
• V - Value（表示值）
• N - Number（表示数值类型）
• ？ - （表示不确定的java类型）
• S、U、V - 2nd、3rd、4th types

二、泛型类、接口

1.泛型类

（1）使用语法
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<具体的数据类型>();

（2）Java1.7以后，后面的<>中的具体的数据类型可以省略不写
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<>(); 菱形语法

2.泛型类注意事项：

• 泛型类，如果没有指定具体的数据类型，此时，操作类型是Object
• 泛型的类型参数只能是类类型，不能是基本数据类型
• 泛型类型在逻辑上可以看成是多个不同的类型，但实际上都是相同类型

有Generic<T>这个类
		 Generic<String> strGeneric = new Generic<String>,
		 Generic<Integer> intGeneric = new Generic<Integer>
		 intGeneric.getClass() == strGeneric.getClass()，
		 结果是true

可以结合后面的泛型擦除理解，泛型擦除之后 Generic < String > 和Generic< Integer >都是Generic类。

3.从泛型类派生子类

• 子类也是泛型类，子类和父类的泛型类型要一致
  class ChildGeneric<T> extends Generic<T>

//父类
public class Parent<E> {
    private E value;
    public E getValue() {
        return value;
    }
    public void setValue(E value) {
        this.value = value;
    }
}

/**
 * 泛型类派生子类，子类也是泛型类，那么子类的泛型标识要和父类一致。
 * @param <T>
 */
public class ChildFirst<T> extends Parent<T> {
    @Override
    public T getValue() {
        return super.getValue();
    }
}

• 子类不是泛型类，父类要明确泛型的数据类型
  class ChildGeneric extends Generic<String>

/**
 * 泛型类派生子类，如果子类不是泛型类，那么父类要明确数据类型
 */
public class ChildSecond extends Parent<Integer> {
    @Override
    public Integer getValue() {
        return super.getValue();
    }
    @Override
    public void setValue(Integer value) {
        super.setValue(value);
    }
}

4.泛型接口

泛型接口的定义语法：

interface 接口名称 <泛型标识，泛型标识，…> {
	泛型标识 方法名(); 
	.....
}

5.泛型接口的使用

• 实现类也是泛型类，实现类和接口的泛型类型要一致

/**
 * 泛型接口
 * @param <T>
 */
public interface Generator<T> {
    T getKey();
}
/**
 * 泛型接口的实现类，是一个泛型类，
 * 那么要保证实现接口的泛型类泛型标识包含泛型接口的泛型标识
 * @param <T>
 * @param <E>
 */
public class Pair<T,E> implements Generator<T> {

    private T key;
    private E value;

    public Pair(T key, E value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    @Override
    public T getKey() {
        return key;
    }

    public E getValue() {
        return value;
    }
}

• 实现类不是泛型类，接口要明确数据类型

/**
 * 实现泛型接口的类，不是泛型类，需要明确实现泛型接口的数据类型。
 */
public class Apple implements Generator<String> {
    @Override
    public String getKey() {
        return "hello generic";
    }
}

三、泛型方法

1.用法

泛型方法是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

2.语法:

修饰符 <T，E, ...> 返回值类型 方法名(形参列表) { 方法体... }

3.说明：

• public与返回值中间非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
• 只有声明了的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
• < T >表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。
• 与泛型类的定义一样，此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。

4.泛型方法与可变参数

public <E> void print(E... e){
	for (E e1 : e) {
		System.out.println(e);
	}
}

5.泛型方法总结

• 泛型方法能使方法独立于类而产生变化
• 如果static方法要使用泛型能力，就必须使其成为泛型方法

 /**
     * 静态的泛型方法，采用多个泛型类型
     * @param t
     * @param e
     * @param k
     * @param <T>
     * @param <E>
     * @param <K>
     */
    public static <T,E,K> void printType(T t, E e, K k) {
        System.out.println(t + "\t" + t.getClass().getSimpleName());
        System.out.println(e + "\t" + e.getClass().getSimpleName());
        System.out.println(k + "\t" + k.getClass().getSimpleName());
    }

四、类型通配符

1.什么是类型通配符

• 类型通配符一般是使用"?"代替具体的类型实参。
• 所以，类型通配符是类型实参，而不是类型形参。

2.类型通配符的上限

• 语法：
  类/接口<? extends 实参类型>
  要求该泛型的类型，只能是实参类型，或实参类型的子类类型。

3.类型通配符的下限

• 语法：
  类/接口<? super 实参类型>
  要求该泛型的类型，只能是实参类型，或实参类型的父类类型。

五、类型擦除

1.概念

泛型是Java 1.5版本才引进的概念，在这之前是没有泛型的，但是泛型代码能够很好地和之前版本的代码兼容。那是因为，泛型信息只存在于代码编译阶段，在进入JVM之前，与泛型相关的信息会被擦除掉，我们称之为–类型擦除。

2.分类：

• 无限制类型擦除
  
• 有限制类型擦除
  
• 擦除方法中类型定义的参数
  
• 桥接方法
  

六、泛型与数组

泛型数组的创建

• 可以声明带泛型的数组引用，但是不能直接创建带泛型的数组对象

ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList<5>(); //会报错

会报错

ArrayList[] list = new ArrayList[5];
ArrayList<String>[] listArr = list;
或者
ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList[5];

不会报错

• 可以通过java.lang.reflect.Array的newInstance(Class,int)创建T[]数组

public class Fruit<T> {
    private T[] array;

    public Fruit(Class<T> clz, int length){
        //通过Array.newInstance创建泛型数组
        array = (T[])Array.newInstance(clz, length);
    }
}

七、泛型和反射

• 反射常用的泛型类
  Class
  Constructor

public class Person {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
/**
 * 泛型与反射
 */
public class Test11 {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
	     Class<Person> personClass = Person.class;
	     Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor();
	     Person person = constructor.newInstance();
	 }
}

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