JAVASE提高 -- Java泛型

article/2025/10/13 19:58:54

1. 泛型类

（1）使用语法
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<具体的数据类型>();

（2）Java1.7以后，后面的<>中的具体的数据类型可以省略不写
类名<具体的数据类型> 对象名 = new 类名<>();

注意事项 :

  • 泛型类，如果没有指定具体的数据类型，此时，操作类型是Object
  • 泛型的类型参数只能是类类型，不能是基本数据类型, 如 int , float
  • 泛型类型在逻辑上可以看成是多个不同的类型，但实际上都是相同类型
package com.hjy.pojo;import lombok.Data;@Data
public class MyGeneric<T> {private T value;
}
public class Main {public static void main(String[] args) {MyGeneric<String> myGeneric = new MyGeneric<>();MyGeneric<Integer> myGeneric2 = new MyGeneric<>();myGeneric.setValue("hello");System.out.println("myGeneric = " + myGeneric);System.out.println(myGeneric.getClass() == myGeneric2.getClass()); // true}
}

2. 泛型类派生子类

存在两种请求

  1. 子类也是泛型类，子类和父类的泛型类型要一致
    class ChildGeneric<T> extends Generic<T>
  2. 子类不是泛型类，父类要明确泛型的数据类型
    class ChildGeneric extends Generic<String>
//父类
public class Parent<E> {private E value;public E getValue() {return value;}public void setValue(E value) {this.value = value;}
}/*** 泛型类派生子类，子类也是泛型类，那么子类的泛型标识要和父类一致。* @param <T>*/
public class ChildFirst<T> extends Parent<T> {@Overridepublic T getValue() {return super.getValue();}
}

/*** 泛型类派生子类，如果子类不是泛型类，那么父类要明确数据类型*/
public class ChildSecond extends Parent<Integer> {@Overridepublic Integer getValue() {return super.getValue();}@Overridepublic void setValue(Integer value) {super.setValue(value);}
}

3. 泛型接口

泛型接口的定义语法：

interface 接口名称 <泛型标识，泛型标识，…> {泛型标识 方法名(); .....
}

使用和泛型类的派生对象一样, 也分两种情况

  • 实现类也是泛型类，实现类和接口的泛型类型要一致
/*** 泛型接口* @param <T>*/
public interface Generator<T> {T getKey();
}
package com.hjy.pojo;import lombok.Data;
/*** 泛型接口的实现类，是一个泛型类，* 那么要保证实现接口的泛型类泛型标识包含泛型接口的泛型标识* @param <T>* @param <E>*/
@Data
public class Pair<T,E> implements Generator<T>{private T key;private E value;@Overridepublic T getKey() {return key;}
}
  • 实现类不是泛型类，接口要明确数据类型
/*** 实现泛型接口的类，不是泛型类，需要明确实现泛型接口的数据类型。*/
public class Apple implements Generator<String> {@Overridepublic String getKey() {return "hello generic";}
}

4. 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。

语法: 修饰符 <T，E, ...> 返回值类型 方法名(形参列表) { 方法体... }

  • public与返回值中间非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法
  • 只有声明了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
  • < 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。
  • 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
  • 泛型方法声明的泛型标志和类独立, 但是如果没有发生重叠, 泛型方法是可以使用类定义的泛型标志的
  • 泛型方法是可以声明为静态方法的, 如果static方法要使用泛型能力，就必须使其成为泛型方法
package com.hjy.pojo;import lombok.Data;import java.util.List;
import java.util.Random;@Data
public class MyGeneric<T> {private T value;// 使用类的泛型标志public <R> T hello1(R r) {return value;}// 自定义的泛型标志覆盖类的泛型标志public <T> T hello2(List<T> list) {Random random = new Random();int i = random.nextInt(list.size());return list.get(i);}// 声明静态方法public static <T> T hello3(T t) {return t;}
}
package com.hjy;import com.hjy.pojo.Children;
import com.hjy.pojo.MyGeneric;
import com.hjy.pojo.Pair;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Main {public static void main(String[] args) {MyGeneric<String> g = new MyGeneric<>();g.setValue("hello");System.out.println(g.hello1(1));List<String> list = new ArrayList<>();list.add("笔记本");list.add("手机");list.add("哈哈");System.out.println(g.hello2(list));System.out.println(MyGeneric.hello3("he"));}
}

5. 类型通配符

在java中，数组是可以协变的，比如dog extends Animal，那么Animal[] 与dog[]是兼容的。而集合是不能协变的，也就是说List<Animal>不是List<dog>的父类，这时候就可以用到通配符了。

  • 类型通配符一般是使用"?"代替具体的类型实参。
  • 所以，类型通配符是类型实参，而不是类型形参
public class Main {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = new ArrayList<>();h1(list); //报错h2(list); // 正常}public static void h1(List<Number> list) {}public static void h2(List<Integer> list) {}
}

如上, Number 是 Integer 类的父类, h1(list) 按道理来说不会报错, 可以指定泛型就是认死理 ,不是指定的类型就报错, 这个时候我们就可以使用 ? 类型通配符来操作

public class Main {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = new ArrayList<>();h1(list); //报错h2(list); // 正常}public static void h1(List<?> list) {}public static void h2(List<?> list) {for (Object o : list) {}}
}

现在就不报错了, 可是单纯的使用通配符会让其类型默认为 Object, 我们有什么办法解决呢 ?

类型通配符的上限

  • 语法：
    类/接口<? extends 实参类型>

要求该泛型的类型，只能是实参类型，或实参类型的子类类型,多用于函数参数

class Animal {}class Cat extends Animal{}class MiniCat extends Cat{}public class Main {public static void main(String[] args) {List<Animal> list1 = new ArrayList<>();List<Cat> list2 = new ArrayList<>();List<MiniCat> list3 = new ArrayList<>();show(list1); // 报错show(list2); // 正常show(list3); //正常}public static void show(List<? extends Cat> list) {// 报错, 因为这时候它只知道你是 Cat 的子类, 但是不知道你是 Cat 具体的哪个子类// list.add(new Cat());}}

类型通配符的下限

  • 语法：
    类/接口<? super 实参类型>

要求该泛型的类型，只能是实参类型，或实参类型的父类类型。多用于函数参数

class Animal {}class Cat extends Animal{}class MiniCat extends Cat{}public class Main {public static void main(String[] args) {List<Animal> list1 = new ArrayList<>();List<Cat> list2 = new ArrayList<>();List<MiniCat> list3 = new ArrayList<>();show(list1); // 正常show(list2); // 正常show(list3); //报错}public static void show(List<? super Cat> list) {// 正常, 因为这时候它知道你是 Cat 的父类, 符合编译list.add(new Cat());}}

总结

我们要记住这么几个使用原则, 有人将其称为PECS(即"Producer Extends, Consumer Super", 网上翻译为"生产者使用extends, 消费者使用super", 我觉得还是不翻译的好). 也有的地方写作"in out"原则, 总的来说就是:

  • in或者producer就是你要读取出数据以供随后使用(想象一下List的get), 这时使用extends关键字, 固定上边界的通配符. 你可以将该对象当做一个只读对象;
  • out或者consumer就是你要将已有的数据写入对象(想象一下List的add), 这时使用super关键字, 固定下边界的通配符. 你可以将该对象当做一个只能写入的对象;
  • 当你希望in或producer的数据能够使用Object类中的方法访问时, 使用无边界通配符;
  • 当你需要一个既能读又能写的对象时, 就不要使用通配符了.

普通的泛型标志使用类型通配符的上限和下限

我们可以使用 extends 和 super 来缩小 泛型的范围

先看下面这个样例

@Data
public class MyGeneric<T> {private T value;public void he() {value.he();}}class Animal {public void he() {System.out.println("heh");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {MyGeneric<Animal> generic = new MyGeneric<>();generic.setValue(new Animal());generic.he();}}

这样使用的话, 就会报错, 可是我想让他可以正常使用, 怎么办呢 ?

我们可以指定其上限为 Animal ,这样它即可以泛化 Animal 的子类, 也可以使用 Animal 中定义的方法

package com.hjy.pojo;class Animal {public void he() {System.out.println("heh");}
}package com.hjy.pojo;import lombok.Data;@Data
public class MyGeneric<T extends Animal> {private T value;public void he() {value.he();}}public class Main {public static void main(String[] args) {MyGeneric<Animal> generic = new MyGeneric<>();generic.setValue(new Animal());generic.he();}}

当然, 我们也可以使用 下限

@Data
public class MyGeneric<T> {private T value;// 锁定了参数一定是 T 的 父类或者它自己public void he(Comparator<? super T> comparator) {value.he();}}

6. 类型擦除

泛型是Java 1.5版本才引进的概念，在这之前是没有泛型的，但是泛型代码能够很好地和之前版本的代码兼容。那是因为，泛型信息只存在于代码编译阶段，在进入JVM之前，与泛型相关的信息会被擦除掉，我们称之为–类型擦除。

类型擦除有四种情况, 下面我们以反射为例为大家解释

无限制类型擦除

在这里插入图片描述

package com.hjy;import java.lang.reflect.Field;class TheGeneric<T> {private T value;public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;}
}public class Main {public static void main(String[] args) {TheGeneric<String> generic = new TheGeneric<>();// 获取字节码Class<? extends TheGeneric> aClass = generic.getClass();Field[] fields = aClass.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName() + ":" + field.getType().getSimpleName());}}}

结果:

value:Object

有限制类型擦除

在这里插入图片描述

package com.hjy;import java.lang.reflect.Field;class TheGeneric<T extends String> {private T value;public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;}
}public class Main {public static void main(String[] args) {TheGeneric<String> generic = new TheGeneric<>();// 获取字节码Class<? extends TheGeneric> aClass = generic.getClass();Field[] fields = aClass.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName() + ":" + field.getType().getSimpleName());}}}
value:String

擦除方法中类型定义的参数

在这里插入图片描述

package com.hjy;import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;class TheGeneric<T extends String> {private T value;public T getValue() {return value;}public void setValue(T value) {this.value = value;}public <T extends Number> T hehe(T t) {return t;}
}public class Main {public static void main(String[] args) {TheGeneric<String> generic = new TheGeneric<>();// 获取字节码Class<? extends TheGeneric> aClass = generic.getClass();Method[] methods = aClass.getDeclaredMethods();for (Method method : methods) {System.out.println(method.getName() + ":"+ method.getReturnType().getSimpleName());}}}
hehe:Number
getValue:String
setValue:void

桥接方法

在这里插入图片描述

package com.hjy;import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;interface Info<T> {T info(T var);
}class TheGeneric implements Info<Integer> {@Overridepublic Integer info(Integer var) {return null;}
}public class Main {public static void main(String[] args) {TheGeneric generic = new TheGeneric();// 获取字节码Class<? extends TheGeneric> aClass = generic.getClass();Method[] methods = aClass.getDeclaredMethods();for (Method method : methods) {System.out.println(method.getName() + ":"+ method.getReturnType().getSimpleName());}}}
info:Integer
info:Object

7. 泛型与数组

  • 可以声明带泛型的数组引用，但是不能直接创建带泛型的数组对象
ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList<5>(); //会报错

但是我们可以先创建出不带泛型的对象, 再将这个赋值给带泛型的对象

ArrayList[] list = new ArrayList[5];
ArrayList<String>[] listArr = list;
// 或者
ArrayList<String>[] listArr = new ArrayList[5];
  • 可以通过java.lang.reflect.Array的newInstance(Class,int)创建T[]数组
public class Fruit<T> {private T[] array;public Fruit(Class<T> clz, int length){//通过Array.newInstance创建泛型数组array = (T[])Array.newInstance(clz, length);}
}

http://chatgpt.dhexx.cn/article/WxlgClqL.shtml

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