泛型就是将类型参数化,在具体使用时指定具体的类型。
1.1 举例
在初始化时,声明泛型类型为String,这样编译器会自动检测加载的数据类型是否正确。
List<String> arrayList = new ArrayList<String>(); ... //arrayList.add(100); 在编译阶段,编译器就会报错
1.2 泛型只在编译阶段有效
List<String> stringArrayList = new ArrayList<String>(); List<Integer> integerArrayList = new ArrayList<Integer>(); Class classStringArrayList = stringArrayList.getClass(); Class classIntegerArrayList = integerArrayList.getClass(); if(classStringArrayList.equals(classIntegerArrayList)){ Log.d("泛型测试","类型相同"); }
输出结果为类型相同。原因是编译之后会采取去泛型化的操作,泛型的信息不会进入到运行时阶段。在编译过程中,在对象进入和离开方法的边界处添加类型检查和类型转换,等待正确检验泛型结果后,会将泛型的相关信息擦除。
泛型主要有三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法
2.1 泛型类
泛型类型定义在类中,被称为泛型类。泛型类的最基本写法
class 类名称 <泛型标识>{ // 在类名称处增加<>,尖括号内增加泛型标识 private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var; ..... } }
一个最普通的泛型类
// 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 // 在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型 public class Generic<T>{ // key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定 private T key; public Generic(T key) { // 泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定 this.key = key; } public T getKey(){ // 泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定 return key; } }
注意:
1. 泛型的类型参数只能是一个Java类类型,不能是简单数据类型
2. 声明为泛型的类,若不传入泛型的实参,那么泛型是不会起到限制作用的,泛型类中定义的数据类型可以是任何数据类型。
2.2 泛型接口
泛型接口的定义和泛型类定义基本相同,泛型接口常用于各种类的生产容器中。
//定义一个泛型接口 public interface Generator<T> { public T next(); }
若实现类未传入泛型实参时,实现类也需要增加泛型声明
/** * 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中 * 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{ * 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class" */ class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{ @Override public T next() { return null; } }
若实现类传入泛型实参,需将所有使用泛型的地方替换为传入的实参
/** * 传入泛型实参时: * 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T> * 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。 * 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型 * 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。 */ public class FruitGenerator implements Generator<String> { private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"}; @Override public String next() { Random rand = new Random(); return fruits[rand.nextInt(3)]; } }
2.3 泛型方法
泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。注意 <T> 的使用
/** * 泛型方法的基本介绍 * @param tClass 传入的泛型实参 * @return T 返回值为T类型 * 注意: * 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。 */ public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException , IllegalAccessException{ T instance = tClass.newInstance(); return instance; }
主要看下类的泛型和方法泛型的区别。具体看注释1和注释2地方方法的区别
public class GenericTest { //这个类是个泛型类,在上面已经介绍过 public class Generic<T>{ private T key; public Generic(T key) { this.key = key; } // 注释1 // 虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。 //这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。 //所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。 public T getKey(){ return key; } /** * 这个方法显然是有问题的 * 因为在类的声明中并未声明泛型E,所以在使用E做形参和返回值类型时,编译器会无法识别。 public E setKey(E key){ this.key = keu } */ }
// 注释2 /** * 这才是一个真正的泛型方法。 * 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T * 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置. * 泛型的数量也可以为任意多个 * 如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){ * ... * } */ public <T> T showKeyName(Generic<T> container){ System.out.println("container key :" + container.getKey()); T test = container.getKey(); return test; } //这也不是一个泛型方法,这就是一个普通的方法,只是使用了Generic<Number>这个泛型类做形参而已。 public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){ Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey()); } //这也不是一个泛型方法,这也是一个普通的方法,只不过使用了泛型通配符? //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的,?是一种类型实参,可以看做为Number等所有类的父类 public void showKeyValue2(Generic<?> obj){ Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey()); } /** * 只声明了泛型类型T,并未声明泛型类型E,因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。 public <T> T showKeyName(Generic<E> container){ ... } */ /** * 会报错,因为外面的类中未引用泛型T public void showkey(T genericObj){ } */ public static void main(String[] args) { } }
特殊情况,当泛型类中同时定义泛型方法时,泛型方法中定义的泛型是一个全新的类型,即使方法中声明的泛型类型标识和泛型类中声明的类型相同。
public class GenerateTest<T>{ public void show_1(T t){ System.out.println(t.toString()); } //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型E,这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同,也可以不同。 //由于泛型方法在声明的时候会声明泛型<E>,因此即使在泛型类中并未声明泛型,编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。 public <E> void show_3(E t){ System.out.println(t.toString()); } //在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型T,注意这个T是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。 public <T> void show_2(T t){ System.out.println(t.toString()); } }
3.1 泛型通配符
当具体类型不确定的时候,这个通配符就是 ?。需要注意此处 ‘?‘ 是类型实参,而不是类型形参 。此处的?和Number、String、Integer一样都是一种实际的类型,可以将?看成所有类型的父类。是一种真实的类型。
public void showKeyValue1(Generic<?> obj){ Log.d("泛型测试","key value is " + obj.getKey()); }
3.2 泛型上下边界
场景:类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类,这是可以使用泛型的上下边界
泛型类的上下边界
public class Generic<T extends Number>{ private T key; public Generic(T key) { this.key = key; } public T getKey(){ return key; } }
泛型方法的上下边界。方法的上下边界需要加在泛型声明中
//在泛型方法中添加上下边界限制的时候,必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加上下边界,即在泛型声明的时候添加 //public <T> T showKeyName(Generic<T extends Number> container),编译器会报错:"Unexpected bound" public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){ System.out.println("container key :" + container.getKey()); T test = container.getKey(); return test; }
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