黑马程序员-->Java基础加强-->泛型（Generic）

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一、什么是泛型？泛型的好处？

泛型是JDK1.5出现的新特性，用于解决类型安全问题，是一个安全机制。下面用集合的例子体验一下泛型吧：



由上面集合代码演示可以看到Jdk 1.5以前的集合类中存在的问题，获取集合元素提取一定要进行强制类型转换，并且运行时还可能会报出ClassCastException的异常。

JDK 1.5的集合类希望在定义集合时，明确表示要向集合中装哪种类型的数据，无法装入指定类型以外的数据，否则在编译的时候就会报错。

总结：没有使用泛型时，只要是对象，不管是什么类型的对象，都可以存储进同一个集合中。使用泛型集合，可以将一个集合中的元素限定为

一个特定类型，集合中只能存储同一个类型的对象，这样更安全；并且当从集合获取一个对象时，编译器可以知道这个对象的类型，

不需要对对象进行强制类型转换。如果存储的元素不是指定的类型，那么编译将会报错，把运行时的问题转换到了编译时期。

泛型的好处:

泛型的好处就是把原来程序运行时期可能发生的类型安全问题转移到了编译时期，此提高程序的可读性和稳定性(尤其在大型程序中更为突出)。

避免了主动性的类型强制转换的麻烦。

泛型的内部原理及更深应用：

泛型是提供给javac编译器使用的，可以限定集合中的输入类型，让编译器挡住源程序中的非法输入，编译器编译带类型说明的集合时会去除掉“类型”信息，使程序运行效率不受影响，对于参数化的泛型类型，getClass()方法的返回值和原始类型完全一样。（也成为泛型的擦除）由于编译生成的字节码会去掉泛型的类型信息，只要能跳过编译器，就可以往某个泛型集合中加入其它类型的数据，例如，用反射得到集合，再调用其add方法即可。

代码演示：


 

运行结果：

true

abc

由以上看出，泛型的擦除去类型化后，内存中只有一份字节码。因为集合类型信息运行时在内存中被擦除了，

所以可以通过反射方式绕过编译器加入不同类型的元素。

 

二、泛型的基本术语

这里以ArrayList<E>为例，如图：



[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
整个称为ArrayList<E>泛型类型

ArrayList<E>中的E称为类型变量或类型参数

整个ArrayList<Integer>称为参数化的类型

ArrayList<Integer>中的Integer称为类型参数的实例或实际类型参数

ArrayList<Integer>中的<>念着typeof

ArrayList 称为原始类型
提醒一点：泛型格式中各个参数变量的意思：

E表示element（元素），T表示type（类型），K表示key（键），V表示value（值）。

自定义定义泛型时，参数类型不做限定只能使用大写字母T，意思是代表任意类型，一般情况习惯用“T”。

 

三、参数化类型与原始类型的兼容性

参数化类型可以引用一个原始类型的对象，编译报告警告。例如：

 Collection<String> v =new Vector();//考虑到对以前代码的兼容性，编译器是可以通过的。

原始类型可以引用一个参数化类型的对象，编译报告警告。例如：

 Collection v =new Vector<String>();//原来的方法接受一个集合参数，新的类型也要能传进去。

思考：

      Vector v1 = new Vextor<String>();

      Vector<Object> v = v1;会报错吗？

      答：编译的时候是不会报错的，因为编译器是一行一行按照语法检查代码的，因此不会出错。

四、参数化类型不考虑类型参数的继承关系 

Vector<String> v =new Vector<Object>();//错误！理论上是子类String，但实际上是父类Object。

Vector<Object> v =new Vector<String>();//错误! 打个比方，理论上是混合牲畜圈，实际上只有羊圈。

 

五、在创建数组实例时，数组的元素不能使用参数化的类型

例如，下面语句有错误：Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10];

 
六、如何认识泛型中的 ? 通配符

定义一个方法，该方法用于打印出任意参数化类型的集合中的所有数据：

错误方式：



正确方式：



总结：使用?通配符可以引用其它各种参数化的类型，?通配符定义的变量主要用作引用，

可以调用与参数化无关的方法，不能调用与参数化有关的方法。

 

七、了解泛型中的 ? 通配符的扩展

限定通配符的上边界：

正确： Vector<? extends Number> x = new Vector<Integer>(); //泛型上限：必须是Number或者Number的子类

错误： Vector<? extends Number> x = new Vector<String>();

限定通配符的下边界：

正确： Vector<? super Integer> x = new Vector<Number>();//泛型下限：必须是Integer或者Integer的父类

错误： Vector<? super Integer> x = new Vector<Byte>();

提示： 限定通配符总是包括自己

?只能用作引用，不能用它去给其它变量赋值

Vector<? extends Number> y = new Vector<Integer>();//正确

Vector<Number> x = y;//错误

 

八、如何推断泛型参数的类型

根据调用泛型方法时实际传递的参数类型或返回值的类型来推断，具体规则如下：

 

1、当某个类型变量只在整个参数列表中的所有参数和返回值中的一处被应用了，那么根据调用方法时该处的实际应用类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，即直接根据调用方法时传递的参数类型或返回值来决定泛型参数的类型，例如：

 swap(new String[3],3,4)  -->   static <E> void swap(E[] a, int i, int j)

 

2、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型都对应同一种类型来确定，这很容易凭着感觉推断出来，例如：

 add(3,5) --> static <T> T add(T a, T b)

 

3、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型，且没有使用返回值，这时候取多个参数中的最大交集类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Number了，编译没问题，只是运行时出问题：

 fill(new Integer[3],3.5f) --> static <T> void fill(T[] a, T v)

 

4、当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型， 并且使用返回值，这时候优先考虑返回值的类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Integer了，编译将报告错误，将变量x的类型改为float，对比eclipse报告的错误提示，接着再将变量x类型改为Number，则没有了错误：

 int x =(3,3.5f) --> static <T> T add(T a, T b)

 

5、参数类型的类型推断具有传递性，下面第一种情况推断实际参数类型为Object，编译没有问题，而第二种情况则根据参数化的Vector类实例将类型变量直接确定为String类型，编译将出现问题：

copy(new Integer[5],new String[5]) --> static <T> void copy(T[] a,T[]  b);

copy(new Vector<String>(), new Integer[5]) à static <T> void copy(Collection<T> a , T[] b);

 

九、如何对泛型集合类的综合运用

代码演示：



运行结果：

flx:33

zxx:28

lhm:35

总结：HashMap对象调用entrySet方法，相当于将HashMap集合中的键值对元素包装成一个新的类型的元素存储在Set集合中

所以Set集合中元素的实际类型参数是Map.Entry<String,Integer>。

 

十、如何自定义泛型方法

1、用于放置泛型的类型参数的尖括号应出现在方法的其他所有修饰符之后和在方法的返回类型之前，

也就是紧邻返回值之前。按照惯例，类型参数通常用单个大写字母表示。

2、交换数组中的两个元素的位置的泛型方法语法定义用如下代码演示：



注释66行后运行结果：

[abc, ghj, def]

总结：

只有引用类型才能作为泛型方法的实际参数，对于add方法，使用基本类型的数据进行测试没有问题，这是因为自动装箱和拆箱了。

swap(new int[]{1,3,5,4,3},3.4)语句会报告编译错误，这是因为编译器不会对该数组中的int自动拆箱和装箱了，

因为数组本身已经是对象了，你想要的有可能就是int数组呢？它装箱岂不弄巧成拙了。

3、自定义泛型方法也可以用使用extends限定符，如API中定义的getAnnotation()方法：

public<A extends Annotation> A getAnnotation (Class<A> annotationClass)

并且可以用&来指定多个边界，如<V extends Serializable & cloneable> void method(){}

4、普通方法、构造方法和静态方法中都可以使用泛型。

也可以用类型变量表示异常，称为参数化的异常，可以用于方法的throws列表中，但是不能用于catch子句中。

在泛型中可以同时有多个类型参数，在定义它们的尖括号中用逗号分，例如：

public static <K,V> V getValue(K key) { return map.get(key);}

用代码演示一下异常如何使用泛型：



 

十一、如何定义泛型类型

对数据库的crud（增查改删）：





由上面代码看出，第二部分2、3行代码的类型不一致，我们希望同一个类中的方法类型都能一致，

就需要泛型类型的方式进行定义，也就是类级别的泛型，如下：





由上看出，类级别的泛型是根据引用该类名时指定的类型信息来参数化类型变量的，例如以下两种方式都可以：

GenericDao<String> dao = null;

new genericDao<String>();

总结：

1、在对泛型类型进行参数化时，类型参数的实例必须是引用类型，不能是基本类型。

2、当一个变量被声明为泛型时，只能被实例变量、方法和内部类调用，而不能被静态变量和静态方法调用。因为静态成员是被所有参数化的类所共享的，所以静态成员不应该有类级别的类型参数。

3、如果类中只有一个方法需要使用泛型，是使用类级别的泛型，还是使用方法级别的泛型？类级别的！

 

十二、怎样通过反射获得泛型的实际类型参数

代码演示：



运行结果：

class java.util.Vector

class java.sql.Date

java.util.Vector<java.sql.Date>

总结：只通过参数化类型的变量是无法得到实际类型参数的，只能通过将它作为参数的方法才能获取到实际类型参数。

 

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