【Java】泛型，泛型类，泛型通配符，泛型上下限定

什么是泛型

使用泛型的好处

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class Demo01Generic {
    public static void main(String[] args) {
        show02();
    }

    /*
        创建集合对象,使用泛型
        好处:
            1.避免了类型转换的麻烦,存储的是什么类型,取出的就是什么类型
            2.把运行期异常(代码运行之后会抛出的异常),提升到了编译期(写代码的时候会报错)
         弊端:
            泛型是什么类型,只能存储什么类型的数据
     */
    private static void show02() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        //list.add(1);//add(java.lang.String)in ArrayList cannot be applied to (int)

        //使用迭代器遍历list集合
        Iterator<String> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s+"->"+s.length());
        }
    }

    /*
        创建集合对象,不使用泛型
        好处:
            集合不使用泛型,默认的类型就是Object类型,可以存储任意类型的数据
        弊端:
            不安全,会引发异常
     */
    private static void show01() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("abc");
        list.add(1);

        //使用迭代器遍历list集合
        //获取迭代器
        Iterator it = list.iterator();
        //使用迭代器中的方法hasNext和next遍历集合
        while(it.hasNext()){
            //取出元素也是Object类型
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);

            //想要使用String类特有的方法,length获取字符串的长度;不能使用  多态 Object obj = "abc";
            //需要向下转型
            //会抛出ClassCastException类型转换异常,不能把Integer类型转换为String类型
            String s = (String)obj;         //集合中add了1，是Integer类型，不能转成String类型
            System.out.println(s.length());
        }
    }
}

定义和使用泛型类

/*
    定义一个含有泛型的类,模拟ArrayList集合
    泛型是一个未知的数据类型,当我们不确定什么什么数据类型的时候,可以使用泛型
    泛型可以接收任意的数据类型,可以使用Integer,String,Student...
    创建对象的时候确定泛型的数据类型
 */
public class GenericClass<E> {
    private E name;

    public E getName() {
        return name;
    }

    public  void setName(E name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Demo02GenericClass {
    public static void main(String[] args) {
        //不写泛型默认为Object类型
        GenericClass gc = new GenericClass();
        gc.setName("只能是字符串");
        Object obj = gc.getName();

        //创建GenericClass对象,泛型使用Integer类型
        GenericClass<Integer> gc2 = new GenericClass<>();
        gc2.setName(1);

        Integer name = gc2.getName();
        System.out.println(name);

        //创建GenericClass对象,泛型使用String类型
        GenericClass<String> gc3 = new GenericClass<>();
        gc3.setName("小明");
        String name1 = gc3.getName();
        System.out.println(name1);
    }
}

定义和使用泛型方法

在普通类里定义泛型方法，泛型方法也可以是静态方法

/*
    定义含有泛型的方法:泛型定义在方法的修饰符和返回值类型之间

    格式:
        修饰符 <泛型> 返回值类型 方法名(参数列表(使用泛型)){
            方法体;
        }

    含有泛型的方法,在调用方法的时候确定泛型的数据类型
    传递什么类型的参数,泛型就是什么类型
 */
public class GenericMethod {
    //定义一个含有泛型的方法
    public <M> void method01(M m){
        System.out.println(m);
    }

    //定义一个含有泛型的静态方法
    public static <S> void method02(S s){
        System.out.println(s);
    }
}

/*
    测试含有泛型的方法
 */
public class Demo03GenericMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //创建GenericMethod对象
        GenericMethod gm = new GenericMethod();

        /*
            调用含有泛型的方法method01
            传递什么类型,泛型就是什么类型
         */
        gm.method01(10);
        gm.method01("abc");
        gm.method01(8.8);
        gm.method01(true);

        gm.method02("静态方法,不建议创建对象使用");

        //静态方法,通过类名.方法名(参数)可以直接使用
        GenericMethod.method02("静态方法");
        GenericMethod.method02(1);
    }
}

泛型接口的两种使用方法

/*
    定义含有泛型的接口
 */
public interface GenericInterface<I> {
    public abstract void method(I i);
}

含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型

/*
    含有泛型的接口,第一种使用方式:定义接口的实现类,实现接口,指定接口的泛型
    public interface Iterator<E> {
        E next();
    }
    Scanner类实现了Iterator接口,并指定接口的泛型为String,所以重写的next方法泛型默认就是String
    public final class Scanner implements Iterator<String>{
        public String next() {}
    }
 */
public class GenericInterfaceImpl1 implements GenericInterface<String>{
    @Override
    public void method(String s) {
        System.out.println(s);
    }
}

泛型接口第2种使用方法

/*
    含有泛型的接口第二种使用方式:接口使用什么泛型,实现类就使用什么泛型,类跟着接口走
    就相当于定义了一个含有泛型的类,创建对象的时候确定泛型的类型
    public interface List<E>{
        boolean add(E e);
        E get(int index);
    }
    public class ArrayList<E> implements List<E>{
        public boolean add(E e) {}
        public E get(int index) {}
    }
 */
public class GenericInterfaceImpl2<I> implements GenericInterface<I> {
    @Override
    public void method(I i) {
        System.out.println(i);
    }
}

/*
    测试含有泛型的接口
 */
public class Demo04GenericInterface {
    public static void main(String[] args) {
        //创建GenericInterfaceImpl1对象
        GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl1();
        gi1.method("字符串");

        //创建GenericInterfaceImpl2对象
        GenericInterfaceImpl2<Integer> gi2 = new GenericInterfaceImpl2<>();
        gi2.method(10);

        GenericInterfaceImpl2<Double> gi3 = new GenericInterfaceImpl2<>();
        gi3.method(8.8);
    }
}

泛型通配符

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

/*
    泛型的通配符:
        ?:代表任意的数据类型
    使用方式:
        不能创建对象使用
        只能作为方法的参数使用
 */
public class Demo05Generic {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(2);

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("a");
        list02.add("b");

        printArray(list01);
        printArray(list02);

        //ArrayList<?> list03 = new ArrayList<?>();   不能这样用，报错
    }

    /*
        定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合
        这时候我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以泛型的通配符?来接收数据类型
        注意:
            泛型没有继承概念的
     */
    public static void printArray(ArrayList<?> list){
        //使用迭代器遍历集合
        Iterator<?> it = list.iterator();
        while(it.hasNext()){
            //it.next()方法,取出的元素是Object,可以接收任意的数据类型
            Object o = it.next();
            System.out.println(o);
        }
    }
}

泛型的上下限定

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/*
    泛型的上限限定: ? extends E  代表使用的泛型只能是E类型的子类/本身
    泛型的下限限定: ? super E    代表使用的泛型只能是E类型的父类/本身
 */
public class Demo06Generic {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
        Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
        Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
        Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

        getElement1(list1);
        //getElement1(list2);//报错
        getElement1(list3);
        //getElement1(list4);//报错

        //getElement2(list1);//报错
        //getElement2(list2);//报错
        getElement2(list3);
        getElement2(list4);

        /*
            类与类之间的继承关系
            Integer extends Number extends Object
            String extends Object
         */

    }
    // 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类
    public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){}
    // 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类
    public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){}
}