java -- 集合 - 3( 泛型 )

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第三节 : 泛型

3.1 、泛型概述

在前面学习集合时,我们都知道集合中是可以存放任意对象的,只要把对象存储集合后,那么这是他们会被提升成Object类型。当我们在取出每一个对象,并且进行相应的操作,这是必须采用类型转换。
在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class GenericDemo{
    public static void main(String []args){
        show01();
        show02();
    }
    
    // 创建集合对象不使用泛型,
    // 好处:集合不使用泛型,默认类型就是Object类型,可以存储任意任意类型的数据
    // 弊端:不安全,可能会引发异常
    private static void show01(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("abc");
        list.add(10);
        // 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); // 输出 abc  /n   10

            /**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类型转化为String类型  */
            String s = (String)obj;
            System.out.println(s.length());  、、
        }
    }
    

     /**  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)
     *      3. 泛型是什么类型 , 只能存储什么类型的数据。*/
    public static void show02(){
        ArrayList<Stirng> 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
        //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()){
            String s = it.next();
            System.out.println(s+"->"+s.length()); // 输出: abc -> 3
        }
    }
}

3.3.1 、 泛型的定义和使用

定义格式:
修饰符 class 类名<代表泛型的变量>{ }
例如,API中的ArrayList集合:

class ArrayList<E>{
    public boolean add(E e){  }
    public E get(int index){  }
}

使用泛型:即什么时候确定泛型
在创建泛型的时候确定泛型

/** 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,当我们不确定是什么数据类型的时候,可能使用泛型
* 泛型可以接收任意的数据类型,可以使用Integer , String , Student  ......*/
* import java.util.*;
class GeneericClass<E>{
    private E name;
    public E getName(){
        return name;
    }
    public void setName(E name){
        this.name = name;
    }
}
public class Main{
    public static void main(String []args){
        // 不写泛型默认为: object类型
        Main gc = new Main();
        gc.setName("字符串");
        object obj = gc.getName();
        
         //创建GenericClass对象,泛型使用Integer类型
         GeneericClass<Integer> gc2 = new GeneericClass<>();
         gc2.setName(1);

        Integer name = gc2.getName();
        System.out.println(name);
        
        // 创建GeneericClass对象,泛型使用String类型
        GeneericClass<String> gc3 = newGeneericClass<>();
        gc3.setName("小明");
        String name1 = gc3.getName();
        System.out.println(name1);
    }
}

3.3.2 、 含有泛型的方法

定义格式:
修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }
例如,

/**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
*  含有类型的方法,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 */
* import java.util.*;
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);
    }
}
public class TestGenericMethod{
    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(10);
        
    }
}

3.3.3 、 含有泛型的接口

定义格式:

修饰符 interface 接口名<代表泛型的变量> { }
例如,

import java.util.*;
public interface MyGenericInterface<E>{
    public abstract void add(E e){
    public abstract E getE();
    }
}
/* 定义含有泛型的接口
*/
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
* public interface Iterator{ E next();  }
*/
class GenericInterfaceImpl1 implement GenericInterface<String>{
    @Override
    public void method(String s){
        System.out.println(s);
    }
}

// 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函数的类型
class GenericInterfaceImpl2 implement GenericInterface<I>{
    @Override
    public void method(I i){
        System.out.println(i);
    }
}

// 测试含有泛型的接口 
public class TestGenericInterface{
    public static void main(String []args){
        // 创建GenericInterfaceImpl1的对象
        GenericInterfaceImpl1 gi1 = new GenericInterfaceImpl();
        gi1.method("字符串");
        // 创建GenericInterfaceImpl2的对象
        GenericInterfaceImpl2 gi2 = new GenericInterfaceImpl();
        gi2.method(10);
    }
}

3.4 、 泛型通配符

当使用泛型类或者接口时,传递的数据中,泛型类型不确定,可以通过通配符<?>表示。但是一旦使用泛型的通配符后,只能使用object类中的共性方法,集合中元素自身方法无法使用。

通配符基本使用

泛型的通配符:不知道使用什么类型来接收的时候,此时可以使用? , ?表示未知通配符。
此时只能接收数据,不能往该集合中存储数据。
举个栗子:

public static void main(String []args){
    Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
    getElement(list1);
    Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
    getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection<?> coll){ }
 //  ?代表可以接收任意类型
import java.util.*;
public class Generic{
    public static void main(String args[]){
        ArrayList<Integer> list01 = new ArrayList<>();
        list01.add(1);
        list01.add(2);

        ArrayList<String> list02 = new ArrayList<>();
        list02.add("aa");
        list02.add("bb");
        printArray(list01);
        printArray(list02);
    }
    /*定义一个方法,能遍历所有类型的ArrayList集合
    * 这时我们不知道ArrayList集合使用什么数据类型,可以使用泛型的通配符?来接收数据。
    */
    private 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类型,可以接受任意类型的数据
            object o = it.next();
            System.out.println(o);
        }
    }
}
通配符高级使用—受限泛型

之前设置泛型的时候,实际上是可以任意设置的,只要是类就可以设置,但是在java的泛型中可以指定一个泛型的上限下限
泛型的上限

  • 格式类型名称 <? extends 类> 对象名称
  • 意义: 只能接收该类型及其子类。

泛型的下限

  • 格式类型名称 <? super 类> 对象名称
  • 意义:只能接收该类型及其父类型
/**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
*/
import java.util.*;
public class Main{
    public static void main(Stirng 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>();

        getElement(list1);
        getElement(list2); // 报错
        getElement(list3);
        getElement(list4); // 报错
        
        getElement2(list1); // 报错
        getElement2(list2); // 报错
        getElement2(list3);
        getElement2(list4);
    }/* 报错原因:
       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 getElement(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 getElement(Collection<? super Number>coll){}

}
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