自定义泛型

1. 泛型的基础说明

1、<类型>这种语法形式就叫泛型。

• <类型>的形式我们称为类型参数，这里的"类型"习惯上使用T表示，是Type的缩写。即：<T>。

• <T>：代表未知的数据类型，我们可以指定为<String>，<Integer>，<Circle>等。

  • 类比方法的参数的概念，我们把<T>，称为类型形参，将<Circle>称为类型实参，有助于我们理解泛型

• 这里的T，可以替换成K，V等任意字母。

2、在哪里可以声明类型变量<T>

• 声明类或接口时，在类名或接口名后面声明泛型类型，我们把这样的类或接口称为泛型类或泛型接口。

【修饰符】 class 类名<类型变量列表> 【extends 父类】 【implements 接口们】{  
      
}  
【修饰符】 interface 接口名<类型变量列表> 【implements 接口们】{  
      
}  
​  
//例如：  
public class ArrayList<E>      
public interface Map<K,V>{  
    ....  
}    

• 声明方法时，在【修饰符】与返回值类型之间声明类型变量，我们把声明了类型变量的方法，称为泛型方法。

[修饰符] <类型变量列表> 返回值类型 方法名([形参列表])[throws 异常列表]{  
    //...  
}  
​  
//例如：java.util.Arrays类中的  
public static <T> List<T> asList(T... a){  
    ....  
}

2. 自定义泛型类或泛型接口

当我们在类或接口中定义某个成员时，该成员的相关类型是不确定的，而这个类型需要在使用这个类或接口时才可以确定，那么我们可以使用泛型类、泛型接口。

2.1 说明

① 我们在声明完自定义泛型类以后，可以在类的内部（比如：属性、方法、构造器中）使用类的泛型。

② 我们在创建自定义泛型类的对象时，可以指明泛型参数类型。一旦指明，内部凡是使用类的泛型参数的位置，都具体化为指定的类的泛型类型。

③ 如果在创建自定义泛型类的对象时，没有指明泛型参数类型，那么泛型将被擦除，泛型对应的类型均按照Object处理，但不等价于Object。

• 经验：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。

④ 泛型的指定中必须使用引用数据类型。不能使用基本数据类型，此时只能使用包装类替换。

⑤ 除创建泛型类对象外，子类继承泛型类时、实现类实现泛型接口时，也可以确定泛型结构中的泛型参数。

如果我们在给泛型类提供子类时，子类也不确定泛型的类型，则可以继续使用泛型参数。

我们还可以在现有的父类的泛型参数的基础上，新增泛型参数。

2.2 注意

① 泛型类可能有多个参数，此时应将多个参数一起放在尖括号内。比如：<E1,E2,E3>

② JDK7.0 开始，泛型的简化操作：ArrayList<Fruit> flist = new ArrayList<>();

③ 如果泛型结构是一个接口或抽象类，则不可创建泛型类的对象。

④ 不能使用new E[]。但是可以：E[] elements = (E[])new Object[capacity];

参考：ArrayList源码中声明：Object[] elementData，而非泛型参数类型数组。

⑤ 在类/接口上声明的泛型，在本类或本接口中即代表某种类型，但不可以在静态方法中使用类的泛型。

⑥ 异常类不能是带泛型的。

2.3 举例

举例1：

class Person<T> {  
    // 使用T类型定义变量  
    private T info;  
    // 使用T类型定义一般方法  
    public T getInfo() {  
        return info;  
    }  
    public void setInfo(T info) {  
        this.info = info;  
    }  
    // 使用T类型定义构造器  
    public Person() {  
    }  
    public Person(T info) {  
        this.info = info;  
    }  
    // static的方法中不能声明泛型  
    //public static void show(T t) {  
    //  
    //}  
    // 不能在try-catch中使用泛型定义  
    //public void test() {  
        //try {  
        //  
        //} catch (MyException<T> ex) {  
        //  
        //}  
    //}  
}  

​

举例2：

class Father<T1, T2> {  
}  
// 子类不保留父类的泛型  
// 1)没有类型 擦除  
class Son1 extends Father {// 等价于class Son extends Father<Object,Object>{  
}  
// 2)具体类型  
class Son2 extends Father<Integer, String> {  
}  
// 子类保留父类的泛型  
// 1)全部保留  
class Son3<T1, T2> extends Father<T1, T2> {  
}  
// 2)部分保留  
class Son4<T2> extends Father<Integer, T2> {  
}  
​

举例3：

class Father<T1, T2> {  
}  
// 子类不保留父类的泛型  
// 1)没有类型 擦除  
class Son<A, B> extends Father{//等价于class Son extends Father<Object,Object>{  
}  
// 2)具体类型  
class Son2<A, B> extends Father<Integer, String> {  
}  
// 子类保留父类的泛型  
// 1)全部保留  
class Son3<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {  
}  
// 2)部分保留  
class Son4<T2, A, B> extends Father<Integer, T2> {  
}  

​

2.4 练习

练习1：

声明一个学生类，该学生包含姓名、成绩，而此时学生的成绩类型不确定，为什么呢，因为，语文老师希望成绩是“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”，数学老师希望成绩是89.5, 65.0，英语老师希望成绩是’A’,’B’,’C’,’D’,’E’。那么我们在设计这个学生类时，就可以使用泛型。

package com.atguigu.genericclass.define;  
​  
class Student<T>{  
    private String name;  
    private T score;  
​  
    public Student() {  
        super();  
    }  
    public Student(String name, T score) {  
        super();  
        this.name = name;  
        this.score = score;  
    }  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public T getScore() {  
        return score;  
    }  
    public void setScore(T score) {  
        this.score = score;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "姓名：" + name + ", 成绩：" + score;  
    }  
}  
​  
public class TestStudent {  
    public static void main(String[] args) {  
        //语文老师使用时：  
        Student<String> stu1 = new Student<String>("张三", "良好");  
​  
        //数学老师使用时：  
        //Student<double> stu2 = new Student<double>("张三", 90.5);//错误，必须是引用数据类型  
        Student<Double> stu2 = new Student<Double>("张三", 90.5);  
​  
        //英语老师使用时：  
        Student<Character> stu3 = new Student<Character>("张三", 'C');  
​  
        //错误的指定  
        //Student<Object> stu = new Student<String>();//错误的  
    }  
}  
​

3. 自定义泛型方法

如果我们定义类、接口时没有使用<泛型参数>，但是某个方法形参类型不确定时，这个方法可以单独定义<泛型参数>。

3.1 说明

• 泛型方法的格式：

[访问权限]  <泛型>  返回值类型  方法名([泛型标识 参数名称])  [抛出的异常]{  
      
}

• 方法，也可以被泛型化，与其所在的类是否是泛型类没有关系。

• 泛型方法中的泛型参数在方法被调用时确定。

• 泛型方法可以根据需要，声明为static的。

3.2 举例

举例1：

public class DAO {  
​  
    public <E> E get(int id, E e) {  
​  
        E result = null;  
​  
        return result;  
    }  
}  

​

举例2：

public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a, Collection<T> c) {  
    for (T o : a) {  
        c.add(o);  
    }  
}  
​  
public static void main(String[] args) {  
    Object[] ao = new Object[100];  
    Collection<Object> co = new ArrayList<Object>();  
    fromArrayToCollection(ao, co);  
​  
    String[] sa = new String[20];  
    Collection<String> cs = new ArrayList<>();  
    fromArrayToCollection(sa, cs);  
​  
    Collection<Double> cd = new ArrayList<>();  
    // 下面代码中T是Double类，但sa是String类型，编译错误。  
    // fromArrayToCollection(sa, cd);  
    // 下面代码中T是Object类型，sa是String类型，可以赋值成功。  
    fromArrayToCollection(sa, co);  
}  

​

3.3 练习

练习1: 泛型方法

编写一个泛型方法，实现任意引用类型数组指定位置元素交换。

public static <E> void method1( E[] e,int a,int b)

/**  
 * @author 尚硅谷-宋红康  
 * @create 9:11  
 */  
public class Exer01 {  
​  
    //编写一个泛型方法，实现任意引用类型数组指定位置元素交换。  
    public static <E> void method( E[] arr,int a,int b){  
        E temp = arr[a];  
        arr[a] = arr[b];  
        arr[b] = temp;  
    }  
​  
    @Test  
    public void testMethod(){  
        Integer[] arr = new Integer[]{10,20,30,40};  
        method(arr,2,3);  
​  
        for(Integer i : arr){  
            System.out.println(i);  
        }  
    }  
}

练习2: 泛型方法

编写一个泛型方法，接收一个任意引用类型的数组，并反转数组中的所有元素

public static <E> void method2( E[] e)

/**  
 * @author 尚硅谷-宋红康  
 * @create 9:11  
 */  
public class Exer01 {  
​  
    //编写一个泛型方法，接收一个任意引用类型的数组，并反转数组中的所有元素  
    public static <E> void method1( E[] arr){  
        for(int min = 0,max = arr.length - 1;min < max; min++,max--){  
            E temp = arr[min];  
            arr[min] = arr[max];  
            arr[max] = temp;  
        }  
    }  
​  
    @Test  
    public void testMethod1(){  
        Integer[] arr = new Integer[]{10,20,30,40};  
        method1(arr);  
        for(Integer i : arr){  
            System.out.println(i);  
        }  
    }  
}

4. 泛型在继承上的体现

如果B是A的一个子类型（子类或者子接口），而G是具有泛型声明的类或接口，G<B>并不是G<A>的子类型！

比如：String是Object的子类，但是List<String>并不是List<Object>的子类。

public void testGenericAndSubClass() {  
    Person[] persons = null;  
    Man[] mans = null;  
    //Person[] 是 Man[] 的父类  
    persons = mans;  
​  
    Person p = mans[0];  
​  
    // 在泛型的集合上  
    List<Person> personList = null;  
    List<Man> manList = null;  
    //personList = manList;(报错)  
}

5. 通配符的使用

当我们声明一个变量/形参时，这个变量/形参的类型是一个泛型类或泛型接口，例如：Comparator<T>类型，但是我们仍然无法确定这个泛型类或泛型接口的类型变量<T>的具体类型，此时我们考虑使用类型通配符 ? 。

5.1 通配符的理解

使用类型通配符：？

比如：List<?>，Map<?,?>

List<?>是List<String>、List<Object>等各种泛型List的父类。

5.2 通配符的读与写

写操作：

将任意元素加入到其中不是类型安全的：

Collection<?> c = new ArrayList<String>();  
​  
c.add(new Object()); // 编译时错误

因为我们不知道c的元素类型，我们不能向其中添加对象。add方法有类型参数E作为集合的元素类型。我们传给add的任何参数都必须是一个未知类型的子类。因为我们不知道那是什么类型，所以我们无法传任何东西进去。

唯一可以插入的元素是null，因为它是所有引用类型的默认值。

读操作：

另一方面，读取List<?>的对象list中的元素时，永远是安全的，因为不管 list 的真实类型是什么，它包含的都是Object。

// 举例1：

public class TestWildcard {  
    public static void m4(Collection<?> coll){  
        for (Object o : coll) {  
            System.out.println(o);  
        }  
    }  
}

// 举例2：

public static void main(String[] args) {  
    List<?> list = null;  
    list = new ArrayList<String>();  
    list = new ArrayList<Double>();  
    // list.add(3);//编译不通过  
    list.add(null);  
​  
    List<String> l1 = new ArrayList<String>();  
    List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();  
    l1.add("尚硅谷");  
    l2.add(15);  
    read(l1);  
    read(l2);  
}  
​  
public static void read(List<?> list) {  
    for (Object o : list) {  
        System.out.println(o);  
    }  
}  

​

5.3 使用注意点

注意点1：编译错误：不能用在泛型方法声明上，返回值类型前面<>不能使用?

public static <?> void test(ArrayList<?> list){  
}

注意点2：编译错误：不能用在泛型类的声明上

class GenericTypeClass<?>{  
}

注意点3：编译错误：不能用在创建对象上，右边属于创建集合对象

ArrayList<?> list2 = new ArrayList<?>();

5.4 有限制的通配符

• <?>

  • 允许所有泛型的引用调用

• 通配符指定上限：<? extends 类/接口 >

  • 使用时指定的类型必须是继承某个类，或者实现某个接口，即<=

• 通配符指定下限：<? super 类/接口 >

  • 使用时指定的类型必须是操作的类或接口，或者是操作的类的父类或接口的父接口，即>=

• 说明：

  <? extends Number>     //(无穷小 , Number]  
  //只允许泛型为Number及Number子类的引用调用  
  ​  
  <? super Number>      //[Number , 无穷大)  
  //只允许泛型为Number及Number父类的引用调用  
  ​  
  <? extends Comparable>  
  //只允许泛型为实现Comparable接口的实现类的引用调用
  

    
- 举例1
    
```java
    class Creature{}  
    class Person extends Creature{}  
    class Man extends Person{}  
    ​  
    class PersonTest {  
        public static <T extends Person> void test(T t){  
            System.out.println(t);  
        }  
    ​  
        public static void main(String[] args) {  
            test(new Person());  
            test(new Man());  
            //The method test(T) in the type PersonTest is not   
            //applicable for the arguments (Creature)  
            test(new Creature());  
        }  
    }  

5.5 泛型应用举例

举例1：泛型嵌套

public static void main(String[] args) {  
    HashMap<String, ArrayList<Citizen>> map = new HashMap<String, ArrayList<Citizen>>();  
    ArrayList<Citizen> list = new ArrayList<Citizen>();  
    list.add(new Citizen("赵又廷"));  
    list.add(new Citizen("高圆圆"));  
    list.add(new Citizen("瑞亚"));  
    map.put("赵又廷", list);  
​  
    Set<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> entrySet = map.entrySet();  
    Iterator<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> iterator = entrySet.iterator();  
    while (iterator.hasNext()) {  
        Entry<String, ArrayList<Citizen>> entry = iterator.next();  
        String key = entry.getKey();  
        ArrayList<Citizen> value = entry.getValue();  
        System.out.println("户主：" + key);  
        System.out.println("家庭成员：" + value);  
    }  
}  

​

举例2：个人信息设计

用户在设计类的时候往往会使用类的关联关系，例如，一个人中可以定义一个信息的属性，但是一个人可能有各种各样的信息（如联系方式、基本信息等），所以此信息属性的类型就可以通过泛型进行声明，然后只要设计相应的信息类即可。

interface Info{ // 只有此接口的子类才是表示人的信息  
}  
class Contact implements Info{  // 表示联系方式  
    private String address ;    // 联系地址  
    private String telephone ;  // 联系方式  
    private String zipcode ;    // 邮政编码  
    public Contact(String address,String telephone,String zipcode){  
        this.address = address;  
        this.telephone = telephone;  
        this.zipcode = zipcode;  
    }  
    public void setAddress(String address){  
        this.address = address ;  
    }  
    public void setTelephone(String telephone){  
        this.telephone = telephone ;  
    }  
    public void setZipcode(String zipcode){  
        this.zipcode = zipcode;  
    }  
    public String getAddress(){  
        return this.address ;  
    }  
    public String getTelephone(){  
        return this.telephone ;  
    }  
    public String getZipcode(){  
        return this.zipcode;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Contact [address=" + address + ", telephone=" + telephone  
                + ", zipcode=" + zipcode + "]";  
    }  
}  
class Introduction implements Info{  
    private String name ;   // 姓名  
    private String sex ;    // 性别  
    private int age ;   // 年龄  
    public Introduction(String name,String sex,int age){  
        this.name = name;  
        this.sex = sex;  
        this.age = age;  
    }  
    public void setName(String name){  
        this.name = name ;  
    }  
    public void setSex(String sex){  
        this.sex = sex ;  
    }  
    public void setAge(int age){  
        this.age = age ;  
    }  
    public String getName(){  
        return this.name ;  
    }  
    public String getSex(){  
        return this.sex ;  
    }  
    public int getAge(){  
        return this.age ;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Introduction [name=" + name + ", sex=" + sex + ", age=" + age  
                + "]";  
    }  
}  
class Person<T extends Info>{  
    private T info ;  
    public Person(T info){  // 通过构造器设置信息属性内容  
        this.info = info;  
    }  
    public void setInfo(T info){  
        this.info = info ;  
    }  
    public T getInfo(){  
        return info ;  
    }  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Person [info=" + info + "]";  
    }  
      
}  
public class GenericPerson{  
    public static void main(String args[]){  
        Person<Contact> per = null ;    // 声明Person对象  
        per = new Person<Contact>(new Contact("北京市","01088888888","102206")) ;  
        System.out.println(per);  
          
        Person<Introduction> per2 = null ;  // 声明Person对象  
        per2 = new Person<Introduction>(new Introduction("李雷","男",24));  
        System.out.println(per2) ;  
    }  
}