图文详解 Java 泛型，写得太好了！

news2024/10/5 16:23:03

一、泛型的引入

我们都知道，继承是面向对象的三大特性之一，比如在我们向集合中添加元素的过程中add()方法里填入的是Object类，而Object又是所有类的父类，这就产生了一个问题——添加的类型无法做到统一由此就可能产生在遍历集合取出元素时类型不统一而报错问题。

例如：我向一个ArrayList集合中添加Person类的对象，但是不小心手贱添加了一个Boy类的对象，这就会导致如下结果

传统的方式不能对加入到集合ArrayList中的数据类型进行约束(不安全)遍历的时候，需要进行类型转换,如果集合中的数据量较大，对效率有影响这就极大地降低了程序的健壮性，因此设计者针对此问题引入了泛型！

二、使用泛型的好处

1.提升了程序的健壮性和规范性

针对上述问题，当我们采用泛型就会显得非常简单，只需要在编译类型后利用泛型指定一个特定类型，编译器就会自动检测出不符合规范的类并抛出错误提示

2.编译时,检查添加元素的类型，提高了安全性

3.减少了类型转换的次数,提高效率

当不使用泛型时：

当使用泛型时：

4.在类声明时通过一个标识可以表示属性类型、方法的返回值类型、参数类型

class Person<E> {
    E s;   //可以是属性类型
    public Person(E s) {  //可以是参数类型
        this.s = s;
    }
    public E f() { //可以是返回类型
        return s;
    }
    public void show() {
        System.out.println(s.getClass());  //显示S的运行类型
    }
}

可以这样理解：上述的class Person< E >中的“E”相当于这里的E是一个躯壳占位用的以后定义的时候程序员可以自己去自定义。

就像这样

public static void main(String[] args) {
    Person<String> person1 = new Person<String>("xxxx");// E->String
    person.show();
    Person<Integer> person2 = new Person<Integer>(123); // E->Integer
    person.show();
}
运行结果：
class java.lang.String
class java.lang.Integer

三、泛型常见用法

1.定义泛型接口

曾经写接口的时候都没有定义泛型，它默认的就是Object类，其实这样写是不规范的！

如果说接口的存在是一种规范，那泛型接口就是规范中的规范

interface Im<U,R>{
    void hi(R r);
    void hello(R r1,R r2,U u1,U u2);
    default R method(U u){
        return null;
    }
}

在上述的泛型接口中已经规定传入其中的必须是U，R类的对象，那么当我们传入其他类的对象时就会报错，如图：

根据规则，当我们实现接口时，就必须实现他的所有方法，而在这时我们就可以向<U,R>中传入我们自己规定的类。在IDEA中重写接口中的方法时，编译器会自动将<U,R>替换成我们事先规定的类。

2.定义泛型集合

1.使用泛型方式给HashSet中放入三个学生对象，并输出对象信息

HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();
 students.add(new Student("懒羊羊",21));
 students.add(new Student("喜羊羊",41));
 students.add(new Student("美羊羊",13));
 for (Student student :students) {
     System.out.println(student);
 }

上述的泛型中Student的是我事先定义好的一个类，把它放到其中作为泛型来约束传入的对象，以及在遍历时减少转型的次数提高效率

2.使用泛型方式给HashMap中放入三个学生对象，并输出对象信息

HashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();
// K-> String  V->Student与下面的对应
hm.put("001",new Student("喜羊羊",21));
hm.put("002",new Student("懒羊羊",32));
hm.put("003",new Student("美羊羊",43));
Set<Map.Entry<String,Student>> ek=hm.entrySet();
Iterator<Map.Entry<String, Student>> iterator = ek.iterator();//取出迭代器
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry<String, Student> next =  iterator.next();
    System.out.println(next.getKey()+" - "+next.getValue());
}

[HashMap是一个双列集合，以K-V]的方式存储对象，因此在使用泛型时要向其中传入两个类型

我们都知道使用迭代器遍历HashMap时要先通过entrySet()取出键值对，然后通过转型得到对应的类来得到对象信息。而在使用泛型定义[K-V]就规定了取出的键值对的类型，所以就省去了转型这一步骤，同样也使程序变得简单，高效。

四、泛型使用细节

1.<>中类型规范

2.继承性体现

在给泛型指定具体类型后，可以传入该类型或者其子类类型

P<A> ap = new P<A>(new A());
P<A> ap1 = new P<A>(new B()); //A的子类
class A {}
class B extends A{}

3.简写形式

 P<A> ap = new P(new A());

五、自定义泛型

1.自定义方法使用类声明的泛型

在形参列表中传入的数据类型与泛型不一致时会报错，体现规范性

public static void main(String[] args) {
    U<String, Double, Integer> u = new U<>();
    u.hi("hello", 1.0);  //X->String Y->Double
}
class U<X, Y, Z> {
    public void hi(X x, Y y) {} //使用类声明的泛型
}

2.自定义泛型方法

public static void main(String[] args) {
    U<String, Double, Integer> u = new U<>();
    u.m1("xx",22);
    //当调用方法时，传入参数编译器会自己确定类型 会自动装箱
}
class U<X, Y, Z> {
    public <X,Y> void m1(X x,Y y){} //自定义泛型方法
}

这里的自动装箱很有意思，他是在三个类型中自动匹配当前输入的数据类型，也不用考虑顺序问题，如图所示