Java泛型(“代码模板”，一套代码套用各种类型)

1.什么是泛型

a.定义

        i.如果不用泛型定义，在使用ArrayList时需要为每个class编写特定类型代码。
        ii.泛型就是定义一种模板，既实现了编写一次，万能匹配，又通过编译器保证了类型安全。
        iii.编写模板代码来适应任意类型。

b.向上转型

        i.带有泛型的类如果存在继承关系可以向上转型，泛型本身不可以直接向上转型。
        ii.特别注意：ArrayList<Integer>和ArrayList<Number>两者完全没有继承关系。
        iii.可以把ArrayList<Integer>向上转型为List<Integer>(T不能变！)，但不能把ArratList<Integer>向上转型为ArrayList<Number>(T不能变成父类)。

2.使用泛型

a.优势

        i.不指定时泛型类型默认为Object，需要强制转型，可能出现类型转换错误，很不方便。
        ii.使用泛型时，把泛型参数<T>替换为需要的class类型。

b.泛型接口

        i.除了在class中使用泛型，还可以在接口中使用泛型。例如：Arrays.sort(Object[] o)可以对任意数组排序，但是待排序的元素必须实现Comparable<T>这个泛型接口。
        ii.可以在接口中定义泛型类型，实现此接口的类必须实现正确的泛型。

3.编写泛型

a.编写泛型类

        i.泛型类一般用在集合中，我们很少编写。
        ii.编写泛型时，需要定义泛型类型<T>。

b.静态方法

        i.类定义的泛型类型不能用于静态方法，即不可用于静态方法的返回值和参数。
        ii.对于静态方法，可以单独改写为“泛型”方法，使用另一个泛型，把静态方法和实例方法的泛型类型区分开。

c.多个泛型类型

        i.希望不总是存储相同类型的对象，就可以定义多个泛型。
        ii.java标准库的Map<K,V>就是使用两种泛型的例子。他对Kety使用一种类型，对Value使用另一种类型。

4.擦拭法

a.含义

        i.Java的泛型实现方式是擦拭法，虚拟机对泛型一无所知，所有工作都是编译器做的。
        ii.Java使用擦拭法实现泛型。
                1.编译器把类型<T>视为Object。
                2.编译器根据<T>实现安全的强制类型转换。

b.编译器和虚拟机看到的代码区别

        i.编写泛型
                1.编译器看到的

                2.JVM看到的

        ii.使用泛型
                1.编译器看到的

                2.JVM看到的

        

        iii.总结：Java的泛型是由编译器在编译期间实行的，编译器内部永远把所有类型T都视为Object处理；在需要转型时，编译器会根据T类型实现安全的强制类型转换。

c.局限性

        i.<T>不能是基本数据类型，T实际类型是Object，Object无法持有基本数据类型。
        ii.不能取得带泛型类型的Class，无论T是什么类型，返回的永远是Pair当前类的这个Class实例，而不是T的Class。

        iii.不能判断带泛型类型的类型，都是Object。
        iv.不能实例化T，如果要实例化需要传入具体的数据类型。

d.泛型继承

i.一个类可以继承自一个泛型类。
ii.直接带泛型的类，无法获取到T类型，但是在父类是泛型的情况下，编译器就必须把T保存到子类的class文件中，不然编译器不知道intPair中只能存取Integer类型，所以在继承了泛型情况下，子类可以获取父类的泛型类型。

iii.因为引入了泛型，所以只用class来标识类型已经不够了。

5.extends通配符（上界通配符(Upper Bounds Wildcards)）

a.使用方式

        i.Pair<Integer>不是Pair<Number>的子类。

        ii.Pair<? extends Number>：泛型类型的上界限定为Number，可以是Number或Number的子类的pair类型。

b.只读不写

        i.<? extends Number>：通配符做为方法参数时，当前方法只可以获取不可以传入（null除外），只读不写。
        ii.因为擦拭法。

c.总结

        i.使用<? extends Number>做为方法参数时：
                1.方法内部可以调用获取Number引用的方法：Number num=obj.getFirst();。
                2.方法内部无法调用传入Number引用的方法（null除外）：obj.setFitst(Number n)；
        ii.extends通配符只读不写。

6.super通配符

a.使用方法

        i.Pair<Integer>不是Pair<Number>的子类。
        ii.Pair<? super Integer>：泛型类型可以是Integer或Integer的父类的Pair类型。

b.只写不读

        i.<? super Integer>：通配符做为方法参数时，当前方法只可以传入不可以读取（Object接收除外），只写不读。
        ii.向下转型时本就不安全，需要instanceof判断。
        iii.因为擦拭法。

c.对比extends和super通配符

        i.<? entends T>：只读不写（写时可传入null）。
        ii.<> super T>：只写不读（读时可返回Object）。

d.PECS原则（Producer Extends Consumer Super）

        i.如果需要返回T，它是生产者，需要使用extends通配符；如果需要写入T，它是消费者，需要使用super通配符。

e.无限定通配符（Unbounded Wildcard Type）

        i.既没有extends又没有super，所以<?>既不能读也不能写。
        ii.不能调用set(T)，传入null除外。
        iii.不能调用T get()，object获取除外。
        iv.Pair<?>是所有Pair<T>的超类。

f.总结

        i.使用<? super Integer>做为方法参数时：
                1.方法内部可以调用传入Integer引用的方法：obj.setFirst(Integer i);。
                2.方法内部无法调用获取Integer引用的方法（Object除外）：Integer i = obj.getFirst();。
        ii.super通配符只写不读。
        iii.使用extends和super通配符要遵循PESC规则。
        iv.无限定通配符<?>很少使用，既不能读也不能写，可以用<T>替换，同时它是所有<T>的超类。