敲代码の流川枫

博客主页：​​流川枫的博客​​

专栏：​​和我一起学java​​

语录：Stay hungry stay foolish

工欲善其事必先利其器，给大家介绍一款超牛的斩获大厂offer利器——牛客网

​​点击免费注册和我一起刷题吧​​

Java数据结构基础——泛型、通配符_java

文章目录

​​1. 泛型概念​​

​​泛型的引出​​

​​2. 泛型语法​​

​​3. 泛型的使用​​

​​类型推导(Type Inference)​​

​​裸类型(Raw Type)​​

​​4. 泛型的擦除机制​​

​​5. 泛型的上界​​

​​6. 泛型方法​​

​​7. 通配符​​

​​通配符上界​​

​​通配符下界​​

1. 泛型概念

泛型：就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化

一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。  ——《Java编程思想》

泛型的引出

实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值

可以将数组定义为Object类，因为所有类默认继承于这个类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.setVal(0,10);
        myArray.setVal(1, "s");//字符串也可以存放
        myArray.setVal(2,10.3);
        //String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
        String ret = (String) myArray.getPos(1);
        System.out.println(ret);
    }
}
class MyArray {
    public Object[] array = new Object[10];
    public Object getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setVal(int pos,Object val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}

Java数据结构基础——泛型、通配符_开发语言_02

//String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
        String ret = (String) myArray.getPos(1);
        System.out.println(ret);

这里我们看到发生了向下转型，需要手动强制类型转换才可以，这样数据很多的时候就会很麻烦

使用Object数组的缺点有二，存放元素时可以存放任何类型的元素，再者，取出元素的时候需要手动强转

此时泛型就解决了这些问题，它将类型参数化了

2. 泛型语法

class 泛型类名称<类型形参列表> {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
}
class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {
// 可以只使用部分类型参数
}

注意：

1. 类名后的 <T> 代表占位符，表示当前类是一个泛型类

类型形参一般使用一个大写字母表示，常用的名称有：
E 表示 Element
K 表示 Key
V 表示 Value
N 表示 Number
T 表示 Type
S, U, V 等等 - 第二、第三、第四个类型

2. 不能new 泛型类型的数组

T[] ts = new T[5];//是不对的

3.<>里必须是类类型，不能是简单类型

我们将上述代码改写: 

class MyArray<T> {
    public T[] array = (T[]) new Object[10];
    public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setVal(int pos,T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>();
        myArray.setVal(0,10);
        myArray.setVal(1, "s");//报错
        myArray.setVal(2,10.3);//报错
        int a = myArray.getPos(0);//不用强转
        System.out.println(a);
        MyArray<String> myArray1 = new MyArray<String>();
        myArray1.setVal(0,"hello");
        myArray1.setVal(1,"world");
        String b = myArray1.getPos(0);//不用强转
        System.out.println(b);
    }
}

Java数据结构基础——泛型、通配符_开发语言_03

泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象。让编译器去做检查。此时，就需要把类型作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型 

泛型存在的意义：

1.在存放类型的时候会进行类型的检查

2.取出元素的时候会自动强制类型转换

注意：泛型时在编译的时候的一种机制，在运行时是没有泛型的概念的

3. 泛型的使用

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用
new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象

MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();

类型推导(Type Inference)

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();

        myArray.setVal(0,10);
        int a = myArray.getPos(0);//不用强转
        System.out.println(a);

        MyArray<String> myArray1 = new MyArray<>();

        myArray1.setVal(0,"hello");
        myArray1.setVal(1,"world");
        String b = myArray1.getPos(0);//不用强转
        System.out.println(b);
    }
}

编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写

MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();

    MyArray<String> myArray1 = new MyArray<>();

裸类型(Raw Type)

裸类型是一个泛型类型，但是没有实参，取值是还是要强转

Java数据结构基础——泛型、通配符_开发语言_04

注意： 我们不要自己去使用裸类型，裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制

4. 泛型的擦除机制

编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制

Java数据结构基础——泛型、通配符_开发语言_05

getPos中返回值为T，被替换为Object，setVal中返回值为空，即V，val参数类型被替换为Object

先根据你制定了类型进行检查和转换，在编译的时候把T都擦除成了Object

因此，Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息

5. 泛型的上界

在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束

语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
        //...
}

示例

public class MyArray<E extends Number> {
        //...
}

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型，实参没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
        MyArray<Float> myArray1 = new MyArray<>();
        MyArray<Double> myArray2 = new MyArray<>();
    }
}
class MyArray<E extends Number> {
}

6. 泛型方法

静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数

class Util {
    public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {
        E t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }
}

<E>是泛型的形参，void是返回值，可以直接通过类名.来调用，不用new 

Java数据结构基础——泛型、通配符_java_06

 非静态

Java数据结构基础——泛型、通配符_开发语言_07

7. 通配符

看一个例子：

class Message<T> {
    private T message ;
    public T getMessage() {
return message;
}
    public void setMessage(T message) {
this.message = message;
}
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
    Message<String> message = new Message() ;
    message.setMessage("hello");
    fun(message);
    Message<Integer> message1 = new Message() ;
    message1.setMessage(10);
    fun(message1);//报错
    }
    public static void fun(Message<String> temp){
        System.out.println(temp.getMessage());
    }
}

报错原因是fun方法只能接收Message<String>类型的参数，而传入的是Message<Integer>类型的参数

接下来我们体会通配符的作用

public static void fun(Message<?> temp){
        System.out.println(temp.getMessage());
 }

此时不再报错

通配符可以接收所有的泛型类型，但是又不能够让用户随意修改

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Message<Integer> message = new Message() ;
        message.setMessage(55);
        fun(message);
    }
    // 此时使用通配符"?"描述的是它可以接收任意类型，但是由于不确定类型，所以无法修改
    public static void fun(Message<?> temp){
        temp.setMessage(100); //无法修改！
        System.out.println(temp.getMessage());
    }
}

通配符上界

<? extends 上界>
<? extends Number>//可以传入的实参类型是Number或者Number的子类
class Food {

}
class Fruit extends Food {

}
class Apple extends Fruit {

}
class Banana extends Fruit {

}
class Message<T> { // 设置泛型上限
    private T message ;
    public T getMessage() {
        return message;
    }
    public void setMessage(T message) {
        this.message = message;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Message<Apple> message = new Message<>() ;
        message.setMessage(new Apple());
        fun(message);
        Message<Banana> message2 = new Message<>() ;
        message2.setMessage(new Banana());
        fun(message2);
    }
    // 此时使用通配符"?"描述的是它可以接收任意类型，但是由于不确定类型，所以无法修改
    public static void fun(Message<? extends Fruit> temp){
    //temp.setMessage(new Banana()); //无法修改！
    //temp.setMessage(new Apple()); //无法修改！
        System.out.println(temp.getMessage());
    }
}

此时无法在fun函数中对temp进行添加元素，因为temp接收的是Fruit和他的子类，此时存储的元素应该是哪个子类无法确定。所以添加会报错，但是可以获取元素

public static void fun(Message<? extends Fruit> temp){
    //temp.setMessage(new Banana()); //无法修改！
    //temp.setMessage(new Apple()); //无法修改！
    Fruit b = temp.getMessage();
    System.out.println(b);
}

通配符的上界，不能进行写入数据，只能进行读取数据 

通配符下界

<? super 下界>
<? super Integer>//代表 可以传入的实参的类型是Integer或者Integer的父类类型

看一个例子

class Food {
}
class Fruit extends Food {
}
class Apple extends Fruit {
}
class Message<T> {
    private T message ;
    public T getMessage() {
        return message;
    }
    public void setMessage(T message) {
        this.message = message;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {

        Message<Fruit> message = new Message<>() ;
        message.setMessage(new Fruit());
        fun(message);

        Message<Food> message2 = new Message<>() ;
        message2.setMessage(new Food());
        fun(message2);

        Message<Apple> message1 = new Message<>();
        fun(message1);//报错
    }

    //temp 接收Fruit及其子类的一个Message
    public static void fun(Message<? super Fruit> temp){

        // 此时可以修改 添加的是Fruit 或者Fruit的子类
        temp.setMessage(new Apple());//这个是Fruit的子类
        temp.setMessage(new Fruit());//这个是Fruit的本身

        //Fruit fruit = temp.getMessage(); 不能接收，这里无法确定是哪个父类

        System.out.println(temp.getMessage());//只能直接输出
    }
}

Java数据结构基础——泛型、通配符_泛型_08

通配符的下界，不能进行读取数据，只能写入数据

因为无法确定是哪个父类

Java数据结构基础——泛型、通配符_泛型_09

说明可以传入的实参的类型必须是Fruit或者Fruit的父类类型

“ 本期的分享就到这里了， 记得给博主一个三连哈，你的支持是我创作的最大动力！