先来看一个案例:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class FanXingDemo {
public static void main(String[] args) {
Collection arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("java");
arrayList.add("php");
arrayList.add(100);
Iterator i=arrayList.iterator();
while(i.hasNext()){
String s=(String)(i.next());
System.out.println(s);
}
}
}
运行结果:
程序在运行时发生了问题java.lang.ClassCastException。 为什么会发生类型转换异常呢? 我们来分析下:由于集合中什么类型的元素都可以存储。导致取出时强转引发运行时 ClassCastException。 怎么来解决这个问题呢?
Collection虽然可以存储各种对象,但实际上通常Collection只存储同一类型对象。例如都是存储字符串对象。因此在JDK5之后,新增了泛型(Generic)语法,让你在设计API时可以指定类或方法支持泛型,这样我们使用API的时候也变得更为简洁,并得到了编译时期的语法检查。
泛型:可以在类或方法中预支地使用未知的类型。
泛型带来了哪些好处呢?
将运行时期的ClassCastException,转移到了编译时期变成了编译失败。
避免了类型强转的麻烦。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class FanXingDemo01 {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> arrayList = new ArrayList<String>();
arrayList.add("java");
arrayList.add("php");
//当集合明确类型后,存放类型不一致就会编译报错
//arrayList.add(100);
// 集合已经明确具体存放的元素类型,那么在使用迭代器的时候,迭代器也同样会知道具体遍历元素类型
Iterator<String> i=arrayList.iterator();
while(i.hasNext()){
//当使用Iterator<String>控制元素类型后,就不需要强转了。获取到的元素直接就是String类型
String s=i.next();
System.out.println(s);
}
}
}
我们在集合中会大量使用到泛型,这里来完整地学习泛型知识。
泛型,用来灵活地将数据类型应用到不同的类、方法、接口当中。将数据类型作为参数进行传递。
泛型类型用于类的定义中,被称为泛型类。通过泛型可以完成对一组类的操作对外开放相同的接口。最典型的就是各种容器类,如:List、Set、Map。
class 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{
private 泛型标识 /*(成员变量类型)*/ var;
.....
}
}
public class Generic<T>{
//key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定
private T key;
public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T,T的类型由外部指定
this.key = key;
}
public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T,T的类型由外部指定
return key;
}
}
注意:
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
在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
public class FanXingDemo02{
public static void main(String args[]){
//泛型的类型参数只能是类类型(包括自定义类),不能是简单类型
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为Integer.
Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456);
//传入的实参类型需与泛型的类型参数类型相同,即为String.
Generic<String> genericString = new Generic<String>("key_vlaue");
System.out.println("泛型测试 : key is " + genericInteger.getKey());
System.out.println("泛型测试 : key is " + genericString.getKey());
}
}
泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。泛型接口常被用在各种类的生产器中
interface 类名称 <泛型标识:可以随便写任意标识号,标识指定的泛型的类型>{
public T next();
}
//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
public T next();
}
/**
* 未传入泛型实参时,与泛型类的定义相同,在声明类的时候,需将泛型的声明也一起加到类中
* 即:class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
* 如果不声明泛型,如:class FruitGenerator implements Generator<T>,编译器会报错:"Unknown class"
*/
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
@Override
public T next() {
return null;
}
}
/**
* 传入泛型实参时:
* 定义一个生产器实现这个接口,虽然我们只创建了一个泛型接口Generator<T>
* 但是我们可以为T传入无数个实参,形成无数种类型的Generator接口。
* 在实现类实现泛型接口时,如已将泛型类型传入实参类型,则所有使用泛型的地方都要替换成传入的实参类型
* 即:Generator<T>,public T next();中的的T都要替换成传入的String类型。
*/
public class FruitGenerator implements Generator<String> {
private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};
@Override
public String next() {
Random rand = new Random();
return fruits[rand.nextInt(3)];
}
}
在java中,泛型类的定义非常简单,但是泛型方法就比较复杂了。
尤其是我们见到的大多数泛型类中的成员方法也都使用了泛型,有的甚至泛型类中也包含着泛型方法,这样在初学者中非常容易将泛型方法理解错了。
泛型类,是在实例化类的时候指明泛型的具体类型;泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型 。
修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型 方法名(参数){ }
//这个类是个泛型类,在上面已经介绍过
public class Generic<T> {
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
//我想说的其实是这个,虽然在方法中使用了泛型,但是这并不是一个泛型方法。
//这只是类中一个普通的成员方法,只不过他的返回值是在声明泛型类已经声明过的泛型。
//所以在这个方法中才可以继续使用 T 这个泛型。
public T getKey() {
return key;
}
}
public class FanXingDemo03 {
/**
* 这才是一个真正的泛型方法。
* 首先在public与返回值之间的<T>必不可少,这表明这是一个泛型方法,并且声明了一个泛型T
* 这个T可以出现在这个泛型方法的任意位置.
* 泛型的数量也可以为任意多个
* 如:public <T,K> K showKeyName(Generic<T> container){
* ...
* }
*/
public <T> T showKeyName(Generic<T> container) {
System.out.println("container key :" + container.getKey());
//当然这个例子举的不太合适,只是为了说明泛型方法的特性。
T test = container.getKey();
return test;
}
public static void main(String[] args) {
}
}
public class FanXingDemo04 {
public static <T> void out(T t) {
System.out.println(t);
}
public static void main(String[] args) {
out("findingsea");
out(123);
out(11.11);
out(true);
}
}
public class FanXingDemo04 {
public static <T> void out(T... args) {
for (T t : args) {
System.out.println(t);
}
}
public static void main(String[] args) {
out("findingsea", 123, 11.11, true);
}
}
class Fruit {
@Override
public String toString() {
return "fruit";
}
}
class Apple extends Fruit {
@Override
public String toString() {
return "apple";
}
}
class Person {
@Override
public String toString() {
return "Person";
}
}
class GenerateTest<T> {
public void show_1(T t) {
System.out.println(t.toString());
}
//在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型E,这种泛型E可以为任意类型。可以类型与T相同,也可以不同。
//由于泛型方法在声明的时候会声明泛型<E>,因此即使在泛型类中并未声明泛型,编译器也能够正确识别泛型方法中识别的泛型。
public <E> void show_3(E t) {
System.out.println(t.toString());
}
//在泛型类中声明了一个泛型方法,使用泛型T,注意这个T是一种全新的类型,可以与泛型类中声明的T不是同一种类型。
public <T> void show_2(T t) {
System.out.println(t.toString());
}
}
public class FanXingDemo05 {
public static void main(String[] args) {
Apple apple = new Apple();
Person person = new Person();
GenerateTest<Fruit> generateTest = new GenerateTest<Fruit>();
//apple是Fruit的子类,所以这里可以
generateTest.show_1(apple);
//编译器会报错,因为泛型类型实参指定的是Fruit,而传入的实参类是Person
//generateTest.show_1(person);
//使用这两个方法都可以成功
generateTest.show_2(apple);
generateTest.show_2(person);
//使用这两个方法也都可以成功
generateTest.show_3(apple);
generateTest.show_3(person);
}
}
可以用<T>、<K,V>、<T extends Number>等进行泛型的声明。其中,<T extends Number>的声明方式限定了T的范围,T只能为 Number的子类。
E – Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)
T – Type(Java 类)
K – Key(键)
V – Value(值)
N – Number(数值类型)
? – 表示不确定的java类型(无限制通配符类型)
Object – 是所有类的根类,任何类的对象都可以设置给该Object引用变量,使用的时候可能需要类型强制转换,但是用使用了泛型T、E等这些标识符后,在实际用之前类型就已经确定了,不需要再进行类型强制转换。
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。
此时只能接受数据,不能往该集合中存储数据。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class FanXingDemo06 {
public static void main(String[] args) {
Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
getElement(list1);
Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
getElement(list2);
}
public static void getElement(Collection<?> coll){}
}
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和下限。
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
比如:现已知Object类,String 类,Number类,Integer类,其中Number是Integer的父类
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class FanXingDemo07{
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);
}
// 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){}
}