Java基础--泛型详解

一、背景

java推出泛型之前，集合元素类型可以是object类型，能够存储任意的数据类型对象，但是在使用过程中，如果不知道集合里面的各个元素的类型，在进行类型转换的时候就很容易引发ClassCastException异常。

二、概念 

java泛型是jdk5中引入的一种新特新，泛型提供了编译时类型安全监测机制，能够在编译期间检查到非法的类型数据结构。其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。

三、泛型类、接口 

一、泛型类，实例化类的时候指明泛型的具体类型

1、泛型类的定义模版

Class 类名称 <泛型标识，泛型标识，...>{

        private 泛型标识  变量名；

        .............................

}

2、常用的泛型标识：T、E、K、V

3、使用

类名<具体的数据类型> 对象 = new 类名<具体数据类型，jdk1.7后可以是空的>(); 

4、注意 

1、泛型在创建对象的时候，没有指定类型，将按照Object类型来操作

2、泛型类不支持基本数据类型

3、同一泛型类，根据不同的数据类型创建的对象，本质上是同一个类型。都是这个泛型类的对象，只是里面的泛型做代表的类型不同。

二、从泛型类派生子类

1、子类也是泛型类，子类和父类的泛型类型要一致。

Generic<E> // 这里可以是E，但是下面子类和继承父类的泛型需要一致

class  ChildGeneric<T> extends Generic<T>

// 不能子类是T，这里给父类就是E，这表示两个类型是不一致的。原理就是创建子类的时候会先创建父类，如果一致，那么会进行类型传递，告诉父类创建对应类型，如果不一致，将无法得到具体类型。

2、子类不是泛型类，父类要明确泛型的数据类型 

class  ChildGeneric extends Generic<String>

// 这里需要明确父类数据类型，主要是子类不是泛型类型，无法传递给父类，告知父类泛型该是何种数据类型，所以需要在子类明确

三、泛型接口

1、泛型接口的定义模版

interface 接口名称<泛型标识，泛型标识，........>{

        泛型标识  方法名();

        ..........

}

2、使用

1、实现类不是泛型类，接口需要明确数据类型。原理与不是泛型类的子类实现泛型父类一致。如果不明确，默认就是object类型。

2、实现类是泛型类，实现类与泛型接口的泛型类型要一致。

四、泛型方法

一、语法

修饰符 <T,E,.....> 返回值类型   方法名（参数）{

        方法体

}

1、修饰符与返回值中间的泛型类型很重要，这个表示声明此方法为泛型方法。

2、  只有在修饰符与返回值中间处声明了<T,E,.....>的方法才是泛型方法，泛型类中使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。

3、 <T,E,.....>表示该方法使用泛型，T,E,....,此时才可以在方法中使用对应的泛型类型。

4、如果泛型类上的泛型是T，泛型方法是上面这样声明的，使用的泛型参数也是T，那么在使用时泛型类传入的具体类型，和调用方法时传入的具体类型是没有关系的，相当于这两个T代表的是不同的泛型。也就是说调用时泛型类传入的是Integer，而泛型方法可以传入String，然后用的也是String类型。

5、泛型方法可以使用static，但是泛型类的成员方法，如果使用了泛型类的泛型，则不能使用stiatic，这是因为泛型类型参数是与类的实例相关联的，而不是与类本身相关联的。而static方法是与类相关联的，它们不依赖于类的实例。

public class MyGenericClass<T> {
    private T value;

    public MyGenericClass(T value) {
        this.value = value;
    }

    // 这是一个非静态的泛型方法
    public T getValue() {
        return value;
    }

    // 这是一个静态方法，但不能使用泛型类型参数T
    public static void staticMethod() {
        // 在静态方法中不能引用泛型类型参数T
        // 下面的代码将会编译错误
        // T item = value; // 错误
    }
}
 

在上面的例子中，getValue方法是一个非静态的泛型方法，因为它依赖于类的实例中的泛型参数。而staticMethod是一个静态方法，它无法直接访问泛型类型参数T，因为它与类的实例无关。在静态方法中，你无法访问类的实例变量，因此也无法访问与实例相关的泛型参数T。

二、泛型方法与可变参数 

修饰符  static <E> 返回值类型   方法名（E...  e ）{

        方法体

}

五、类型统配符 

一、概述

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

二、类型通配符上限

1、语法

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

实参形参具体可看：Java方法参数的形参和实参_java 函数 形参-CSDN博客

2、注意

public void test(ArrayList<? extends cat> list){

        1、 这里需要注意 list在方法体内是无法添加元素的，这是由于传入的不知道是cat还是cat的子类，那添加元素就无法确定添加那种数据，假如说传入的是cat的子类A，这个时候我们并不知道，就有可能添加cat的子类B。

        2、这里可以使用cat来接受元素类型

}

三、类型通配符的下限 

1、语法

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

2、 注意

public void test(ArrayList<? super cat> list){

        1、这里需要注意 list可以在方法体内添加元素，通配符下限并不约束元素类型。

        2、遍历时使用的是Object来接收元素

}

六、类型擦除

一、无限制擦除 

一般是使用除extends的上限通配符，其他的泛型类型都会在编译期间进行类型擦除，将泛型转为Object类型。

二、有限制擦除 

使用了泛型的上限通配符时，在编译期间进行类型擦除，将泛型转为上限类型。

三、桥接方法

七、泛型数组

一、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。例如：

ArrayList<String>[] list = new ArrayList<String>[];  //  这样是会编译报错的

ArrayList<String>[] list = new ArrayList[];  // 只能这样，创建一个非泛型数组对象，再赋值给list变量。

出现这个现象的原因就是：泛型会在编译期间进行类型擦，而数组刚好相反，在编译期间也会一直持有对应的类型，所以这两种一开始就是对立的。

 二、可以通过java.lang.reflect.Array的newInstance（Class<T> class,int length）方法创建泛型数组。

八、泛型和反射

常用：Class<T>和Constructor<T>