[Java知识库]Java进阶（二十）：泛型

1. 泛型的理解

1. 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）。

2. 泛型的引入背景
   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。

2. 泛型在集合中的使用

1. 在集合中使用泛型之前的例子

@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);

        }

    }

图示：

2. 在集合中使用泛型例子1

@Test
    public void test2(){
       ArrayList<Integer> list =  new ArrayList<Integer>();

        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<Integer> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            int stuScore = iterator.next();
            System.out.println(stuScore);
        }

    }

    

图示：

3. 在集合中使用泛型例子2

//在集合中使用泛型的情况：以HashMap为例
    @Test
    public void test3(){
//        Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
        //jdk7新特性：类型推断
        Map<String,Integer> 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<Map.Entry<String,Integer>> entry = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entry.iterator();

        while(iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String, Integer> e = iterator.next();
            String key = e.getKey();
            Integer value = e.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);
        }

    }

4. 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，没指明泛型的类型。默认类型为java.lang.Object类型。

3. 自定义泛型类、泛型接口、泛型方法

1.举例:
【Order.java】

public class Order<T> {

    String orderName;
    int orderId;

    //类的内部结构就可以使用类的泛型

    T orderT;

    public Order(){
        //编译不通过
//        T[] arr = new T[10];
        //编译通过
        T[] arr = (T[]) new Object[10];
    }

    public Order(String orderName,int orderId,T orderT){
        this.orderName = orderName;
        this.orderId = orderId;
        this.orderT = orderT;
    }

    //如下的个方法都不是泛型方法
    public T getOrderT(){
        return orderT;
    }

    public void setOrderT(T orderT){
        this.orderT = orderT;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderName='" + orderName + '\'' +
                ", orderId=" + orderId +
                ", orderT=" + orderT +
                '}';
    }
    //静态方法中不能使用类的泛型。
//    public static void show(T orderT){
//        System.out.println(orderT);
//    }

    public void show(){
        //编译不通过
//        try{
//
//
//        }catch(T t){
//
//        }

    }

    //泛型方法：在方法中出现了泛型的结构，泛型参数与类的泛型参数没任何关系。
    //换句话说，泛型方法所属的类是不是泛型类都没关系。
    //泛型方法，可以声明为静态的。原因：泛型参数是在调用方法时确定的。并非在实例化类时确定。
    public static <E>  List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){

        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();

        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;

    }
}

【SubOrder.java】

public class SubOrder extends Order<Integer> {//SubOrder:不是泛型类


    public static <E> List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){

        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();

        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;

    }


}

//实例化时，如下的代码是错误的
SubOrder<Integer> o = new SubOrder<>();

【SubOrder1.java】
public class SubOrder1<T> extends Order<T> {//SubOrder1<T>:仍然是泛型类

}

【测试】

@Test
    public void test1(){
        //如果定义了泛型类，实例化没指明类的泛型，则认为此泛型类型为Object类型
        //要求：如果大家定义了类是带泛型的，建议在实例化时要指明类的泛型。
        Order order = new Order();
        order.setOrderT(123);
        order.setOrderT("ABC");

        //建议：实例化时指明类的泛型
        Order<String> order1 = new Order<String>("orderAA",1001,"order:AA");

        order1.setOrderT("AA:hello");

    }

    @Test
    public void test2(){
        SubOrder sub1 = new SubOrder();
        //由于子类在继承带泛型的父类时，指明了泛型类型。则实例化子类对象时，不再需要指明泛型。
        sub1.setOrderT(1122);

        SubOrder1<String> sub2 = new SubOrder1<>();
        sub2.setOrderT("order2...");
    }

    @Test
    public void test3(){

        ArrayList<String> list1 = null;
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        //泛型不同的引用不能相互赋值。
//        list1 = list2;

        Person p1 = null;
        Person p2 = null;
        p1 = p2;


    }

    //测试泛型方法
    @Test
    public void test4(){
        Order<String> order = new Order<>();
        Integer[] arr = new Integer[]{1,2,3,4};
        //泛型方法在调用时，指明泛型参数的类型。
        List<Integer> list = order.copyFromArrayToList(arr);

        System.out.println(list);
    }

2.注意点：

3.应用场景举例：
【DAO.java】:定义了操作数据库中的表的通用操作。 ORM思想(数据库中的表和Java中的类对应)
public class DAO {//表的共性操作的DAO

    //添加一条记录
    public void add(T t){

    }

    //删除一条记录
    public boolean remove(int index){

        return false;
    }

    //修改一条记录
    public void update(int index,T t){

    }

    //查询一条记录
    public T getIndex(int index){

        return null;
    }

    //查询多条记录
    public List<T> getForList(int index){

        return null;
    }

    //泛型方法
    //举例：获取表中一共有多少条记录？获取最大的员工入职时间？
    public <E> E getValue(){

        return null;
    }

}

【CustomerDAO.java】:
public class CustomerDAO extends DAO{//只能操作某一个表的DAO
}

【StudentDAO.java】:
public class StudentDAO extends DAO {//只能操作某一个表的DAO
}

4. 泛型在继承上的体现

泛型在继承上的体现:

/*
    1. 泛型在继承方面的体现

      虽然类A是类B的父类，但是G<A> 和G<B>二者不具备子父类关系，二者是并列关系。

       补充：类A是类B的父类，A<G> 是 B<G> 的父类

     */
    @Test
    public void test1(){

        Object obj = null;
        String str = null;
        obj = str;

        Object[] arr1 = null;
        String[] arr2 = null;
        arr1 = arr2;
        //编译不通过
//        Date date = new Date();
//        str = date;
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();
        //此时的list1和list2的类型不具子父类关系
        //编译不通过
//        list1 = list2;
        /*
        反证法：
        假设list1 = list2;
           list1.add(123);导致混入非String的数据。出错。

         */

        show(list1);
        show1(list2);

    }



    public void show1(List<String> list){

    }

    public void show(List<Object> list){

    }

    @Test
    public void test2(){

        AbstractList<String> list1 = null;
        List<String> list2 = null;
        ArrayList<String> list3 = null;

        list1 = list3;
        list2 = list3;

        List<String> list4 = new ArrayList<>();

    }

5. 通配符

1.通配符的使用

/*
    通配符的使用
       通配符：?

       类A是类B的父类，G<A>和G<B>是没关系的，二者共同的父类是：G<?>


     */

    @Test
    public void test3(){
        List<Object> list1 = null;
        List<String> list2 = null;

        List<?> list = null;

        list = list1;
        list = list2;
        //编译通过
//        print(list1);
//        print(list2);


        //
        List<String> list3 = new ArrayList<>();
        list3.add("AA");
        list3.add("BB");
        list3.add("CC");
        list = list3;
        //添加(写入)：对于List<?>就不能向其内部添加数据。
        //除了添加null之外。
//        list.add("DD");
//        list.add('?');

        list.add(null);

        //获取(读取)：允许读取数据，读取的数据类型为Object。
        Object o = list.get(0);
        System.out.println(o);


    }

    public void print(List<?> list){
        Iterator<?> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println(obj);
        }
    }

2.涉及通配符的集合的数据的写入和读取:

见上

3.有限制条件的通配符的使用

/*
    限制条件的通配符的使用。
        ? extends A:
                G<? extends A> 可以作为G<A>和G<B>的父类，其中B是A的子类

        ? super A:
                G<? super A> 可以作为G<A>和G<B>的父类，其中B是A的父类

     */
    @Test
    public void test4(){

        List<? extends Person> list1 = null;
        List<? super Person> list2 = null;

        List<Student> list3 = new ArrayList<Student>();
        List<Person> list4 = new ArrayList<Person>();
        List<Object> list5 = new ArrayList<Object>();

        list1 = list3;
        list1 = list4;
//        list1 = list5;

//        list2 = list3;
        list2 = list4;
        list2 = list5;

        //读取数据：
        list1 = list3;
        Person p = list1.get(0);
        //编译不通过
        //Student s = list1.get(0);

        list2 = list4;
        Object obj = list2.get(0);
        编译不通过
//        Person obj = list2.get(0);

        //写入数据：
        //编译不通过
//        list1.add(new Student());

        //编译通过
        list2.add(new Person());
        list2.add(new Student());

    }