Java泛型笔记二

什么是泛型？

一、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。
二、泛型的概念
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。
三、泛型的好处
1.类型安全(编译期间检查类型)
2.消除了强制类型的转换
3.提高了代码的复用性

import java.util.ArrayList;

public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {  
    //没有采用泛型的集合里面能装任何类的对象、元素
//        ArrayList list = new ArrayList();
//        list.add("java");
//        list.add(100);
//        list.add(true);
//
//        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
//            Object o = list.get(i);
//            String str = (String)o;//需要强制转换
//            System.out.println(str);
//        }

        //泛型：
        // 编译期间检查类型
        //减少了数据类型转换
        ArrayList strList = new ArrayList<>();
        strList.add("a");
        strList.add("b");
        strList.add("c");

        for (int i = 0; i < strList.size(); i++) {
            String s = strList.get(i);
            System.out.println(s);
        }

        System.out.println("------------------------------------");
        ArrayList intList = new ArrayList<>();
        intList.add(100);
        intList.add(200);
        intList.add(300);

        for (int i = 0; i < intList.size(); i++) {
            int num = intList.get(i);
            System.out.println(num);
        }
    }
}

泛型类

一、泛型类的定义语法
class 类名称 <泛型标识，泛型标识，…> {
private 泛型标识变量名;
…
}
常用的泛型标识：T、E、K、V
例：
< T > 泛型标识–类型形参
T 创建对象的时候里指定具体的数据类型。
2.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>();
说明：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<>();
三、泛型类注意事项
1.泛型类，如果没有指定具体的数据类型，此时，操作类型是Object
2.泛型的类型参数只能是类类型，不能是基本数据类型
3.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

泛型类例程一

package com.itheima.demo2;


public class Generic {
    //T，是由外部使用类的时候来指定。
    private T key;

    public Generic(T key) {
        this.key = key;
    }

    public T getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(T key) {
        this.key = key;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Generic{" +
                "key=" + key +
                '}';
    }
}

package com.itheima.demo2;


public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {
        //泛型类在创建对象的时候，来指定操作的具体数据类型。
        Generic strGeneric = new Generic<>("abc");
        String key1 = strGeneric.getKey();
        System.out.println("key1:" + key1);

        System.out.println("-----------------------------------");
        Generic intGeneric = new Generic<>(100);
        int key2 = intGeneric.getKey();
        System.out.println("key2:" + key2);

        System.out.println("-----------------------------------");
        //泛型类在创建对象的时候，没有指定类型，将按照Object类型来操作。
        Generic generic = new Generic("ABC");
        Object key3 = generic.getKey();
        System.out.println("key3:" + key3);

        //泛型类，不支持基本数据类型。
        //Generic generic1 = new Generic(100);

        System.out.println("-----------------------------------");
        //同一泛型类，根据不同的数据类型创建的对象，本质上是同一类型。
        System.out.println(intGeneric.getClass());//输出Generic（都是Generic类）
        System.out.println(strGeneric.getClass());//输出Generic（都是Generic类）
        System.out.println(intGeneric.getClass() == strGeneric.getClass());//输出true，比较二者的类内存地址时内存地址相同，说明是同一个类
    }
}

泛型类例程二：抽奖模拟

package com.itheima.demo3;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;


public class ProductGetter {
    static Random random = new Random();
    //奖品
    private T product;

    //奖品池
    ArrayList list = new ArrayList<>();

    
    public void addProduct(T t) {
        list.add(t);
    }

    
    public T getProduct() {
        product = list.get(random.nextInt(list.size()));
        return product;
    }

    
    public  T getProduct(ArrayList list) {
        return list.get(random.nextInt(list.size()));
    }

    
    public static  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());
    }

    
    public static  void print(E... e){
        for (int i = 0; i < e.length; i++) {
            System.out.println(e[i]);
        }
    }
}

package com.itheima.demo3;

public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {
        //创建抽奖器对象，指定数据类型
        ProductGetter stringProductGetter = new ProductGetter<>();
        String[] strProducts = {"苹果手机","华为手机","扫地机器人","咖啡机"};
        //给抽奖器中，填充奖品
        for (int i = 0; i < strProducts.length; i++) {
            stringProductGetter.addProduct(strProducts[i]);
        }
        //抽奖
        String product1 = stringProductGetter.getProduct();
        System.out.println("恭喜您，你抽中了:" + product1);

        System.out.println("----------------------------------------");
        ProductGetter integerProductGetter = new ProductGetter<>();
        int[] intProducts = {10000,5000,3000,500,300000};
        for (int i = 0; i < intProducts.length; i++) {
            integerProductGetter.addProduct(intProducts[i]);
        }

        Integer product2 = integerProductGetter.getProduct();
        System.out.println("恭喜您，你抽中了:" + product2);
    }
}

四、从泛型类派生子类
1.若子类也是泛型类，则子类和父类的泛型类型要一致:
class ChildGeneric< T > extends Generic< T >
2.若子类不是泛型类，则父类要明确泛型的数据类型
class ChildGeneric extends Generic< String >

例程（从泛型类派生子类）

package com.itheima.demo4;

public class Parent {
    private E value;

    public E getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(E value) {
        this.value = value;
    }
}

package com.itheima.demo4;


public class ChildFirst extends Parent {
    @Override
    public T getValue() {
        return super.getValue();
    }
}

package com.itheima.demo4;


public class ChildSecond extends Parent {
    @Override
    public Integer getValue() {
        return super.getValue();
    }

    @Override
    public void setValue(Integer value) {
        super.setValue(value);
    }
}

package com.itheima.demo4;

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        ChildFirst childFirst = new ChildFirst<>();
        childFirst.setValue("abc");
        String value = childFirst.getValue();
        System.out.println(value);
        System.out.println("---------------------------------");
        //ChildSecond不是泛型类，则变成普通类
        ChildSecond childSecond = new ChildSecond();
        childSecond.setValue(100);
        Integer value1 = childSecond.getValue();
        System.out.println(value1);
    }
}

泛型接口

一、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();
…
}
二、泛型接口的使用
1.若实现类也是泛型类，实现类和接口的泛型类型要一致
2.若实现类不是泛型类，接口要明确数据类型

泛型接口例程

package com.itheima.demo5;


public interface Generator {
    T getKey();
}

package com.itheima.demo5;


public class Apple implements Generator {
    @Override
    public String getKey() {
        return "hello generic";
    }
}

package com.itheima.demo5;


public class Pair implements Generator {

    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;
    }
}

package com.itheima.demo5;


public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        Apple apple = new Apple();
        String key = apple.getKey();
        System.out.println(key);

        System.out.println("---------------------------------");
        Pair pair =  new Pair<>("count",100);
        String key1 = pair.getKey();
        Integer value = pair.getValue();
        System.out.println(key1 + "=" + value);
    }
}

泛型方法

一、说明
1.泛型类，是在实例化类的时候指明泛型的具体类型。
2.泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。
二、泛型方法的语法
修饰符返回值类型方法名(形参列表) {
方法体…
}
【注】：
1.public与返回值中间< T >非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
2.只有声明了< T>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。
3.< 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。
4.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。
三、泛型方法与可变参数
public < E > void print(E… e){
for (E e1 : e) {
System.out.println(e);
}
}
四、泛型方法总结
1.泛型方法能使方法独立于类而产生变化
2.如果static方法要使用泛型能力，就必须使其成为泛型方法

泛型方法例程

package com.itheima.demo3;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;


public class ProductGetter {
    static Random random = new Random();
    //奖品
    private T product;

    //奖品池
    ArrayList list = new ArrayList<>();

    
    public void addProduct(T t) {
        list.add(t);
    }

    
    public T getProduct() {
        product = list.get(random.nextInt(list.size()));
        return product;
    }

    
    public  T getProduct(ArrayList list) {
        return list.get(random.nextInt(list.size()));
    }

    
    public static  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());
    }

    
    public static  void print(E... e){
        for (int i = 0; i < e.length; i++) {
            System.out.println(e[i]);
        }
    }
}

package com.itheima.demo6;

import com.itheima.demo3.ProductGetter;

import java.util.ArrayList;


public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        ProductGetter productGetter = new ProductGetter<>();
        int[] products = {100,200,400};
        for (int i = 0; i < products.length; i++) {
            productGetter.addProduct(products[i]);
        }
        //泛型类的成员方法的调用
        Integer product = productGetter.getProduct();
        System.out.println(product + "t" + product.getClass().getSimpleName());
        System.out.println("---------------------------------------------------");
        ArrayList strList = new ArrayList<>();
        strList.add("笔记本电脑");
        strList.add("苹果手机");
        strList.add("扫地机器人");
        //泛型方法的调用，类型是通过调用方法的时候来指定。
        String product1 = productGetter.getProduct(strList);
        System.out.println(product1 + "t" + product1.getClass().getSimpleName());//类名输出为String
        System.out.println("---------------------------------------------------");
        ArrayList intList = new ArrayList<>();
        intList.add(1000);
        intList.add(5000);
        intList.add(3000);
        Integer product2 = productGetter.getProduct(intList);
        System.out.println(product2 + "t" + product2.getClass().getSimpleName());//类名输出为Integer
        System.out.println("---------------------------------------------------");
        //调用多个泛型类型的静态泛型方法
        ProductGetter.printType(100,"java",true);
        ProductGetter.printType(false,false,true);
        System.out.println("---------------------------------------------------");
        //可变参数的泛型方法的调用
        ProductGetter.print(1,2,3,4,5);
        System.out.println("---------------------------------------------------");
        ProductGetter.print("a","b","c");

    }
}

类型通配符

一、什么是类型通配符？
1.类型通配符一般是使用"?"代替具体的类型实参。
2.所以，类型通配符是类型实参，而不是类型形参。

package com.itheima.demo7;

public class Box {
    private E first;

    public E getFirst() {
        return first;
    }

    public void setFirst(E first) {
        this.first = first;
    }
}

package com.itheima.demo7;


public class Test07 {
    public static void main(String[] args) {
        Box box1 = new Box<>();
        box1.setFirst(100);
        showBox(box1);

        Box box2 = new Box<>();
        box2.setFirst(200);
        showBox(box2);
    }

    public static void showBox(Box box) {
        Number first = box.getFirst();
        System.out.println(first);
    }

//    public static void showBox(Box box) {
//        Number first = box.getFirst();
//        System.out.println(first);
//    }
}

二、类型通配符的上限
1.语法:
类/接口
2.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。

类型通配符的上限例程：

package com.itheima.demo8;

public class Animal {
    public String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

package com.itheima.demo8;

public class Cat extends Animal {
    public int age;

    public Cat(String name, int age) {
        super(name);
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Cat{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

package com.itheima.demo8;

public class MiniCat extends Cat {
    public int level;

    public MiniCat(String name, int age, int level) {
        super(name, age);
        this.level = level;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MiniCat{" +
                "level=" + level +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + ''' +
                '}';
    }
}

package com.itheima.demo8;

import java.util.ArrayList;


public class TestUp {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList animals = new ArrayList<>();
        ArrayList cats = new ArrayList<>();
        ArrayList miniCats = new ArrayList<>();

        cats.addAll(cats);
        cats.addAll(miniCats);
        //泛型上限通配符，传递的集合类型，只能是Cat或Cat的子类类型。
        //showAnimal(animals);
        showAnimal(cats);
        showAnimal(miniCats);

        System.out.println("--------------------------------------------");

    }

    
    public static void showAnimal(ArrayList list) {
        //使用泛型通配符上限的集合不能填充元素
    	//list.add(new Animal());
        //list.add(new Cat());
        //list.add(new MiniCat());
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Cat cat = list.get(i);
            System.out.println(cat);
        }
    }
}

三、类型通配符的下限
1.语法
类/接口
2.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。

类型通配符的下限（相关类同上）。

package com.itheima.demo8;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;


public class TestDown {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList animals = new ArrayList<>();
        ArrayList cats = new ArrayList<>();
        ArrayList miniCats = new ArrayList<>();
        showAnimal(animals);
        showAnimal(cats);
        //showAnimal(miniCats);
    }

    
    public static void showAnimal(List list) {
//        list.add(new Cat());
//        list.add(new MiniCat());
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

package com.itheima.demo8;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;


public class Test08 {
    public static void main(String[] args) {
        //TreeSet treeSet = new TreeSet<>(new Comparator2());
        TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator1());
        treeSet.add(new Cat("jerry",20));
        treeSet.add(new Cat("amy",22));
        treeSet.add(new Cat("frank",35));
        treeSet.add(new Cat("jim",15));
        for (Cat cat : treeSet) {
            System.out.println(cat);
        }
    }
}

class Comparator1 implements Comparator {
    @Override
    public int compare(Animal o1, Animal o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}

class Comparator2 implements Comparator {
    @Override
    public int compare(Cat o1, Cat o2) {
        return o1.age - o2.age;
    }
}

class Comparator3 implements Comparator {
    @Override
    public int compare(MiniCat o1, MiniCat o2) {
        return o1.level - o2.level;
    }
}

类型擦除

一、类型擦除概念
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。
二、无限制类型擦除

三、有限制类型擦除

四、擦除方法中类型定义的参数

五、桥接方法

注：所有的包装类（Integer、Long、Byte、Double、Float、Short）都是抽象类 Number 的子类。

package com.itheima.demo9;

import java.util.List;

public class Erasure {
    private T key;

    public T getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(T key) {
        this.key = key;
    }

    
    public  T show(T t) {
        return t;
    }
}

package com.itheima.demo9;


public interface Info {
    T info(T t);
}

package com.itheima.demo9;

public class InfoImpl implements Info {
    @Override
    public Integer info(Integer value) {
        return value;
    }
}

package com.itheima.demo9;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;


public class Test09 {
    public static void main(String[] args) {
//        ArrayList intList = new ArrayList<>();
//        ArrayList strList = new ArrayList<>();
//
//        System.out.println(intList.getClass().getSimpleName());
//        System.out.println(strList.getClass().getSimpleName());
//
//        System.out.println(intList.getClass() == strList.getClass());
        Erasure erasure = new Erasure<>();
        //利用反射，获取Erasure类的字节码文件的Class类对象
        Class clz = erasure.getClass();
        //获取所有的成员变量
        Field[] declaredFields = clz.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            //打印成员变量的名称和类型
            System.out.println(declaredField.getName() + ":" + declaredField.getType().getSimpleName());
        }
        System.out.println("----------------------------------------------------------------");
        //获取所有的方法
        Method[] declaredMethods = clz.getDeclaredMethods();
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            //打印方法名和方法的返回值类型。
            System.out.println(declaredMethod.getName() + ":" + declaredMethod.getReturnType().getSimpleName());
        }
        System.out.println("----------------------------------------------------------------");
        Class infoClass = InfoImpl.class;
        //获取所有的方法
        Method[] infoImplMethods = infoClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method : infoImplMethods) {
            //打印方法名和方法的返回值类型。
            System.out.println(method.getName() + ":" + method.getReturnType().getSimpleName());
        }
    }
}

泛型与数组

一、泛型数组的创建
1.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
2.可以通过java.lang.reflect.Array的newInstance(Class< T >,int)创建T[]数组

package com.itheima.demo10;
import java.lang.reflect.Array;

public class Fruit {
    private T[] array;
    public Fruit(Class clz, int length){
        //通过Array.newInstance创建泛型数组
        array = (T[])Array.newInstance(clz, length);
    }
    
    public void put(int index, T item) {
        array[index] = item;
    }
    
    public T get(int index) {
        return array[index];
    }
    public T[] getArray() {
        return array;
    }
}

package com.itheima.demo10;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) {
//        ArrayList[] list = new ArrayList[5];
//        ArrayList[] listArr = list;
        ArrayList[] listArr = new ArrayList[5];

        ArrayList intList = new ArrayList<>();
        intList.add(100);

        ArrayList strList = new ArrayList<>();
        strList.add("abc");

        //listArr[0] = intList;
        listArr[0] = strList;
        //list[0] = intList;
        String s = listArr[0].get(0);
        System.out.println(s);
        System.out.println("-------------------------------------------------------");
        Fruit fruit = new Fruit<>(String.class,3);
        fruit.put(0,"苹果");
        fruit.put(1,"西瓜");
        fruit.put(2,"香蕉");

        System.out.println(Arrays.toString(fruit.getArray()));
        String s1 = fruit.get(2);
        System.out.println(s1);
    }
}

泛型和反射

一、反射常用的泛型类
Class< T >
Constructor< T >

package com.itheima.demo11;

public class Person {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

package com.itheima.demo11;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;


public class Test11 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
//        Class personClass = Person.class;
//        Constructor constructor = personClass.getConstructor();
//        Person person = constructor.newInstance();
        Class personClass = Person.class;
        Constructor constructor = personClass.getConstructor();
        Object o = constructor.newInstance();
    }
}

【注】以上内容整理自黑马程序员发布于B站的视频。

Java泛型笔记二

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