Java-泛型

一. 什么是泛型

“泛型”，顾名思义，“泛指的类型”。我们提供了泛指的概念，但具体执行的时候却可以有具体的规则来约束。

二. 为什么要使用泛型

以ArrayList为例，如果我们不用泛型。那么存储Integer我们需要使用IntegerArrayList，存储String需要使用StringArrayList。这样子很麻烦，而且很多部分都重复操作了。但如果我们使用泛型，我们只需要传入指定存储的类就好，例如ArrayList，ArrayList。

三. 泛型类

1. 模板

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public class ClassName<泛型标识> {
    private 泛型标识 property;
}

2. 泛型标识

对于泛型标识符，可以是字母、中文字符等，不过一般用大写英文字符。一般有一些约定俗称的写法。
如果是表示集合的元素类型，一般用字符E，如public class ArrayList<E>。
如果是表示关键字和值的类型，一般用字符K和V，如public class HashMap<K,V>。
如果是表示一个类型，一般用字符T，如public class Person<T>。

//车库
public class Garage<E> {
    //向车库中添加车
    public void add(E car){
        //...
    }
}

//映射关系
//K,V: 蔬菜,是否有机; 水果,产地; 服装,类型; 汽车,品牌
public class Mapping<K, V> {
    
    private K key;
    
    private V value;
}

public class Person<T> {
    private T t;
    public Person(T t){
        this.t = t;
    }
    public void run(){
        System.out.println(t);
    }
}

3. 如何使用泛型

public class Person<T> {
    //成员变量
    private T t;
  
    //构造方法
    public Person(T t){
        this.t = t;
    }
  
    //成员方法
    public void run(){
        System.out.println(t);
    }
}

//正常用法
Person<String> s1 = new Person<String>("张三");

//jdk7.0后可以省略后面的参数类型
Person<String> s2 = new Person<>("张三");
s2.run();

//泛型的类型不能是八大基本类型，下面会编译出错
Person<int> s = new Person<>(1);

四. 泛型接口

1. 模板

public interface Person<T> {
    //方法
    T parent();
  
    //方法
    String eat();
}

当我们定义了一个类要实现该接口时，那么该类的泛型类型必须和接口类的泛型类型一致，未传递实参的情况下，继续使用泛型类型T，传递了实参的情况下，泛型类型必须使用实参类型。

public class Teacher<T> implements Person<T> {
    @Override
    public T parent() {
        return null;
    }

    @Override
    public String eat() {
        return null;
    }
}

//Teacher不必再定义类型了，因为泛型类型在Person处已经定义好了
public class Teacher implements Person<Integer> {
    //这里的返回类型必须为Integer，否则必须出错
    @Override
    public Integer parent() {
        return null;
    }

    @Override
    public String eat() {
        return null;
    }
}

五. 泛型方法

1.介绍

泛型方法可以定义在普通类和泛型类中，比泛型类更为常用，一般能用泛型方法解决的问题优先使用泛型方法而不使用泛型类，类型变量放在修饰符的后面，如public static ,public final等的后面。

public class Teacher {
    public static <T> T println(T t){
        
        System.out.println(t);
      
        return t;
    }
}

//使用
String s = Teancher.println("str");

这个时候大家可能会有疑问，返回值返回T不就行了吗，为什么要写成 T。其实这是一个标志，返回值就是T，但是有这样的才算是泛型方法；仅仅使用了泛型变量并不算是泛型方法。

2. 区别

定义在泛型类中的泛型方法的泛型变量之间是没有关系的。

public class Teacher<T> {
    //变量
    T teacher;
    
    //构造方法
    public Teacher(T t){
        this.teacher = t;
    }
    
    //泛型方法
    public <T> T println(T t){
        System.out.println(t);
        return t;
    }
}

Teacher<String> teacher = new Teacher<>("张三");
Integer in = teacher.println(123456);

类泛型类型为String，方法的泛型类型为Integer，虽然都是用T来表示的。

六. 限定类型变量

不论是泛型类还是泛型方法，目前来说其实都是没有做类型限定，无论我们传递什么样类型的变量进去都可以。假如我们想传递的参数类型仅仅是某个大类（父类）下面的一些小类（子类），那么怎么做呢？

1 2	//限制传入的类需要implements Comparable并且implements Serializable public static <T extends Comparable & Serializable> T getMax(T[] array)

此处用的是extends关键字，extends在这里是表示的是绑定了Comparable接口及其子类型，是“绑定、限定”的意思，非“继承”的意思，后面也可以是接口或者类，如果有多个限制，可以使用&分隔。

七. 泛型通配符

//定义了一个书籍类
public class Book {}
//定义了一个小说书籍类继承书籍类
public class Novel extends Book {}

//定义了一个书柜类用来装书
public class Bookcase<T> {
    T b; 
    public Bookcase(T t){
        this.b = t;
    }
    public void set(T t) {
        b=t;
    } 
    public T get() {
        System.out.println(b.getClass());
        return b;
    }
}

1. 上界通配符

1	Bookcase<? extends Novel> bc = new Bookcase<Novel>(new Novel());

使用 extends 关键字。

含义是该书柜只能放置小说类书籍（如什么都市小说、爱情小说、玄幻小说都可以），但不能放置父类书籍、其他类如史书、职场类书籍、财经类书籍等。

特点，对上有限制，根据java多态向上造型的原则，不适合频繁插入数据，适合频繁读取数据的场景。

2. 下界通配符

1	Bookcase<? super Novel> bc = new Bookcase<Novel>(new Novel());

使用 super 关键字。

含义就是书柜放置设置了下限，我们只能放置Book书籍以及Novel书籍，却无法再将细分的都市小说、爱情小说类书籍放进去。

特点，和上界通配符正好相反，不适合频繁读取数据，适合频繁插入数据的场景。

3. 无限定通配符

List<?> list = new ArrayList<>();
//无法编译通过
list.add(new Object());

//下面这样的却可以添加任何类型
List<Object> list = new ArrayList<>();
list.add(new Object());

无限定通配符意味着可以使用任何对象，因此使用它类似于使用原生类型。但它是有作用的，原生类型可以持有任何类型，而无限定通配符修饰的容器持有的是某种具体的类型。

参考文章

Java泛型使用的简单介绍