JAVA中级之泛型

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不使用泛型

不使用泛型带来的问题
ADHero(物理攻击英雄) APHero(魔法攻击英雄)都是Hero的子类
ArrayList 默认接受Object类型的对象,所以所有对象都可以放进ArrayList中
所以get(0) 返回的类型是Object
接着,需要进行强制转换才可以得到APHero类型或者ADHero类型。
如果软件开发人员记忆比较好,能记得哪个是哪个,还是可以的。 但是开发人员会犯错误,比如第20行,会记错,把第0个对象转换为ADHero,这样就会出现类型转换异常

package generic;
 
import java.util.ArrayList;
 
import charactor.ADHero;
import charactor.APHero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
         
        ArrayList heros = new ArrayList();
         
        heros.add(new APHero());
        heros.add(new ADHero());
         
        APHero apHero =  (APHero) heros.get(0);
        ADHero adHero =  (ADHero) heros.get(1);
         
        ADHero adHero2 =  (ADHero) heros.get(0);
    }
}

使用泛型

使用泛型的好处:
泛型的用法是在容器后面添加<Type>
Type可以是类,抽象类,接口
泛型表示这种容器,只能存放APHero,ADHero就放不进去了。

package generic;
 
import java.util.ArrayList;
 
import charactor.APHero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<APHero> heros = new ArrayList<APHero>();
         
        //只有APHero可以放进去    
        heros.add(new APHero());
         
        //ADHero甚至放不进去
        //heros.add(new ADHero());
         
        //获取的时候也不需要进行转型,因为取出来一定是APHero
        APHero apHero =  heros.get(0);
         
    }
}

子类对象

假设容器的泛型是Hero,那么Hero的子类APHero,ADHero都可以放进去
和Hero无关的类型Item还是放不进去

package generic;
 
import java.util.ArrayList;
 
import property.Item;
 
import charactor.ADHero;
import charactor.APHero;
import charactor.Hero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
         
        //只有作为Hero的子类可以放进去     
        heros.add(new APHero());
        heros.add(new ADHero());
         
        //和Hero无关的类型Item还是放不进去
        //heros.add(new Item());
         
    }
}

泛型的简写

为了不使编译器出现警告,需要前后都使用泛型,像这样:

ArrayList<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();

不过JDK7提供了一个可以略微减少代码量的泛型简写方式

ArrayList<Hero> heros2 = new ArrayList<>();

后面的泛型可以用<>来代替,聊胜于无吧

package generic;
  
import java.util.ArrayList;
 
import charactor.Hero;
  
public class TestGeneric {
  
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
        //后面可以只用<>
        ArrayList<Hero> heros2 = new ArrayList<>();
         
    }
}

不支持泛型的Stack

Stack栈为例子,如果不使用泛型
当需要一个只能放Hero的栈的时候,就需要设计一个HeroStack
当需要一个只能放Item的栈的时候,就需要一个ItemStack

--------------------HeroStack.java-------------------------------
package generic;
   
import java.util.LinkedList;
 
import charactor.Hero;
   
public class HeroStack {
   
    LinkedList<Hero> heros = new LinkedList<Hero>();
       
    public void push(Hero h) {
        heros.addLast(h);
    }
   
    public Hero pull() {
        return heros.removeLast();
    }
   
    public Hero peek() {
        return heros.getLast();
    }
       
    public static void main(String[] args) {
           
        HeroStack heroStack = new HeroStack();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Hero h = new Hero("hero name " + i);
            System.out.println("压入 hero:" + h);
            heroStack.push(h);
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Hero h =heroStack.pull();
            System.out.println("弹出 hero" + h);
        }
    }
   
}






-------------------------ItemStack.java----------------------------
package generic;
   
import java.util.LinkedList;
 
import property.Item;
   
public class ItemStack {
   
    LinkedList<Item> Items = new LinkedList<Item>();
       
    public void push(Item h) {
        Items.addLast(h);
    }
   
    public Item pull() {
        return Items.removeLast();
    }
   
    public Item peek() {
        return Items.getLast();
    }
       
    public static void main(String[] args) {
           
        ItemStack ItemStack = new ItemStack();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Item item = new Item("Item name " + i);
            System.out.println("压入 Item:" + item);
            ItemStack.push(item);
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            Item item =ItemStack.pull();
            System.out.println("弹出 Item" + item);
        }
    }
   
}

支持泛型的Stack

设计一个支持泛型的栈MyStack
设计这个类的时候,在类的声明上,加上一个<T>,表示该类支持泛型。
T是type的缩写,也可以使用任何其他的合法的变量,比如A,B,X都可以,但是一般约定成俗使用T,代表类型。

package generic;
   
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
 
import charactor.Hero;
import property.Item;
   
public class MyStack<T> {
   
    LinkedList<T> values = new LinkedList<T>();
       
    public void push(T t) {
        values.addLast(t);
    }
   
    public T pull() {
        return values.removeLast();
    }
   
    public T peek() {
        return values.getLast();
    }
       
    public static void main(String[] args) {
        //在声明这个Stack的时候,使用泛型<Hero>就表示该Stack只能放Hero
        MyStack<Hero> heroStack = new MyStack<>();
        heroStack.push(new Hero());
        //不能放Item
        heroStack.push(new Item());
         
        //在声明这个Stack的时候,使用泛型<Item>就表示该Stack只能放Item
        MyStack<Item> itemStack = new MyStack<>();
        itemStack.push(new Item());
        //不能放Hero
        itemStack.push(new Hero());
    }
   
}

? extends

ArrayList heroList<? extends Hero> 表示这是一个Hero泛型或者其子类泛型
heroList 的泛型可能是Hero
heroList 的泛型可能是APHero
heroList 的泛型可能是ADHero
所以 可以确凿的是,从heroList取出来的对象,一定是可以转型成Hero的

但是,不能往里面放东西,因为
放APHero就不满足<ADHero>
放ADHero又不满足<APHero>

package generic;
   
import java.util.ArrayList;
  
import charactor.ADHero;
import charactor.APHero;
import charactor.Hero;
   
public class TestGeneric {
   
    public static void main(String[] args) {
          
        ArrayList<APHero> apHeroList = new ArrayList<APHero>();
        apHeroList.add(new APHero());
         
        ArrayList<? extends Hero> heroList = apHeroList;
          
        //? extends Hero 表示这是一个Hero泛型的子类泛型
          
        //heroList 的泛型可以是Hero
        //heroList 的泛型可以使APHero
        //heroList 的泛型可以使ADHero
          
        //可以确凿的是,从heroList取出来的对象,一定是可以转型成Hero的
          
        Hero h= heroList.get(0);
          
        //但是,不能往里面放东西
        heroList.add(new ADHero()); //编译错误,因为heroList的泛型 有可能是APHero
          
    }
      
}

? super

ArrayList heroList<? super Hero> 表示这是一个Hero泛型或者其父类泛型
heroList的泛型可能是Hero
heroList的泛型可能是Object

可以往里面插入Hero以及Hero的子类
但是取出来有风险,因为不确定取出来是Hero还是Object

package generic;
  
import java.util.ArrayList;
  
import charactor.ADHero;
import charactor.APHero;
import charactor.Hero;
  
public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
  
        ArrayList<? super Hero> heroList = new ArrayList<Object>();
          
        //? super Hero 表示 heroList的泛型是Hero或者其父类泛型
          
        //heroList 的泛型可以是Hero
        //heroList 的泛型可以是Object
          
        //所以就可以插入Hero
        heroList.add(new Hero());
        //也可以插入Hero的子类
        heroList.add(new APHero());
        heroList.add(new ADHero());
          
        //但是,不能从里面取数据出来,因为其泛型可能是Object,而Object是强转Hero会失败
        Hero h= heroList.get(0);
          
    }
  
}

泛型通配符?

泛型通配符? 代表任意泛型
既然?代表任意泛型,那么换句话说,这个容器什么泛型都有可能

所以只能以Object的形式取出来
并且不能往里面放对象,因为不知道到底是一个什么泛型的容器

package generic;
  
import java.util.ArrayList;
 
import property.Item;
import charactor.APHero;
import charactor.Hero;
  
public class TestGeneric {
  
    public static void main(String[] args) {
  
        ArrayList<APHero> apHeroList = new ArrayList<APHero>();
         
        //?泛型通配符,表示任意泛型
        ArrayList<?> generalList = apHeroList;
 
        //?的缺陷1: 既然?代表任意泛型,那么换句话说,你就不知道这个容器里面是什么类型
        //所以只能以Object的形式取出来
        Object o = generalList.get(0);
 
        //?的缺陷2: 既然?代表任意泛型,那么既有可能是Hero,也有可能是Item
        //所以,放哪种对象进去,都有风险,结果就什么什么类型的对象,都不能放进去
        generalList.add(new Item()); //编译错误 因为?代表任意泛型,很有可能不是Item
        generalList.add(new Hero()); //编译错误 因为?代表任意泛型,很有可能不是Hero
        generalList.add(new APHero()); //编译错误  因为?代表任意泛型,很有可能不是APHero
  
    }
}

总结

如果希望只取出,不插入,就使用? extends Hero
如果希望只插入,不取出,就使用? super Hero
如果希望,又能插入,又能取出,就不要用通配符?

对象转型

根据面向对象学习的知识,子类转父类 是一定可以成功的

package generic;
 
import charactor.ADHero;
import charactor.Hero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Hero h = new Hero();
        ADHero ad = new ADHero();
        //子类转父类
        h = ad;
    }
 
}

子类泛型转父类泛型

既然 子类对象 转 父类对象是可以成功的,那么子类泛型转父类泛型能成功吗?
如代码
hs的泛型是父类Hero
adhs 的泛型是子类ADHero

那么 把adhs转换为hs能成功吗?

package generic;
 
import java.util.ArrayList;
 
import charactor.ADHero;
import charactor.Hero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Hero> hs =new ArrayList<>();
        ArrayList<ADHero> adhs =new ArrayList<>();
 
        //子类泛型转父类泛型
        hs = adhs;
    }
 
}

假设可以转型成功

假设可以转型成功
引用hs指向了ADHero泛型的容器
作为Hero泛型的引用hs, 看上去是可以往里面加一个APHero的。
但是hs这个引用,实际上是指向的一个ADHero泛型的容器
如果能加进去,就变成了ADHero泛型的容器里放进了APHero,这就矛盾了

所以子类泛型不可以转换为父类泛型

package generic;
 
import java.util.ArrayList;
 
import charactor.ADHero;
import charactor.APHero;
import charactor.Hero;
 
public class TestGeneric {
 
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Hero> hs =new ArrayList<>();
        ArrayList<ADHero> adhs =new ArrayList<>();
 
        //假设能转换成功
        hs = adhs;
         
        //作为Hero泛型的hs,是可以向其中加入APHero的
        //但是hs这个引用,实际上是指向的一个ADHero泛型的容器
        //如果能加进去,就变成了ADHero泛型的容器里放进了APHero,这就矛盾了
        hs.add(new APHero());
    }
 
}

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