java 泛型（转）

假定我们有这样一个需求：写一个排序方法，能够对整型数组、字符串数组甚至其他任何类型的数组进行排序，该如何实现？
答案是可以使用 Java 泛型。
使用 Java 泛型的概念，我们可以写一个泛型方法来对一个对象数组排序。然后，调用该泛型方法来对整型数组、浮点数数组、字符串数组等进行排序。

参考资料：
java 泛型详解-绝对是对泛型方法讲解最详细的，没有之一
Java 泛型
详解Java泛型及其应用

泛型的使用

• 泛型类
• 泛型接口
• 泛型方法

1、泛形要求能包容的是对象类型，而基本类型在java里不属于对象。
但是基本类型都有其包装类型，也就是对象类型： int->Integer long->Long …
2、java, 泛型问题，就是<>里面可以填写哪些类型？
例如：想放int的话要写integer，不能光一个int的，int 是基本数据类型，Integer是其包装类，注意是一个类，泛型也是要写个类的，所以要用integer。

1.1泛型类

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。

泛型类的最基本写法（这么看可能会有点晕，会在下面的例子中详解）：

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; 
  .....

  }
}

案例1：

一个最普通的泛型类：

static 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;
        }
    }

 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(genericInteger.getKey());
        System.out.println(genericString .getKey());
    }

定义的泛型类，就一定要传入泛型类型实参么？并不是这样，在使用泛型的时候如果传入泛型实参，则会根据传入的泛型实参做相应的限制，此时泛型才会起到本应起到的限制作用。如果不传入泛型类型实参的话，在泛型类中使用泛型的方法或成员变量定义的类型可以为任何的类型。

泛型的类型参数只能是类类型，不能是简单类型。
不能对确切的泛型类型使用instanceof操作。如下面的操作是非法的，编译时会出错。

if(ex_num instanceof Generic<Number>){   
}

案例2：

完整程序：

import sun.rmi.runtime.Log;
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test{
    //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
    static 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;
        }
    }
    public static void main(String args[]) {
        Generic generic = new Generic("111111");
        Generic generic1 = new Generic(4444);
        Generic generic2 = new Generic(55.55);
        Generic generic3 = new Generic(false);
        System.out.println(generic.getKey());
        System.out.println(generic1.getKey());
        System.out.println(generic2.getKey());
        System.out.println(generic3.getKey());
    }
}

1.2 泛型接口

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，可以看一个例子：

import java.util.Random;
public class GenericTest {
    //定义一个泛型接口
    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"
     */
    static class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
        @Override
        public T next() {
            return (T)"a";
        }
    }

    /**
     * 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。
     */
    static class FruitGenerator1 implements Generator<String> {
        private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};
        @Override
        public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
        }
    }
    public static void main(String args[]){
        FruitGenerator <Integer> fruitGenerator=new FruitGenerator<Integer>();
        System.out.println( fruitGenerator.next());
        FruitGenerator1 fruitGenerator1=new FruitGenerator1();
        System.out.println( fruitGenerator1.next());
    }
}

1.3 泛型方法

你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。

下面是定义泛型方法的规则：

• 所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的）。
• 每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
• 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数* 类型的占位符。
• 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像int,double,char的等）。
  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 。

1.3.1 泛型方法的基本用法

案例3：

public class GenericTest {
        //这个类是个泛型类，在上面已经介绍过
        public static 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;
            }

            /**
             * 这个方法显然是有问题的，在编译器会给我们提示这样的错误信息"cannot reslove symbol E"
             * 因为在类的声明中并未声明泛型E，所以在使用E做形参和返回值类型时，编译器会无法识别。
             public E setKey(E key){
             this.key = keu
             }
             */
        }

        /**
         * 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;
        }

        //这也不是一个泛型方法，这就是一个普通的方法，只是使用了Generic<Number>这个泛型类做形参而已。
        public void showKeyValue1(Generic<Number> obj){
            System.out.println("泛型测试"+"key value is " + obj.getKey());
        }

        //这也不是一个泛型方法，这也是一个普通的方法，只不过使用了泛型通配符?
        //同时这也印证了泛型通配符章节所描述的，?是一种类型实参，可以看做为Number等所有类的父类
        public static void showKeyValue2(Generic<?> obj){
           System.out.println("泛型测试"+"key value is " + obj.getKey());
        }
/*
 ? 是类型实参，而不是类型形参。即和 Number、String、Integer 一样都是实际的类型，可以把 ？ 看成所有类型的父类，是一种真实的类型。可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ?；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用 Object 类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
*/
        /**
         * 这个方法是有问题的，编译器会为我们提示错误信息："UnKnown class 'E' "
         * 虽然我们声明了<T>,也表明了这是一个可以处理泛型的类型的泛型方法。
         * 但是只声明了泛型类型T，并未声明泛型类型E，因此编译器并不知道该如何处理E这个类型。
         public <T> T showKeyName(Generic<E> container){
         ...
         }
         */

        /**
         * 这个方法也是有问题的，编译器会为我们提示错误信息："UnKnown class 'T' "
         * 对于编译器来说T这个类型并未项目中声明过，因此编译也不知道该如何编译这个类。
         * 所以这也不是一个正确的泛型方法声明。
         public void showkey(T genericObj){

         }
         */

        public static void main(String[] args) {
            Integer integer=new Integer(10);
            Generic <Integer>generic=new Generic<Integer>(integer);
            showKeyValue2(generic);

        }
}

案例4：如何使用泛型方法打印不同字符串的元

public class GenericTest {
    // 泛型方法 printArray
    public static < E > void printArray( E[] inputArray )
    {
        // 输出数组元素
        for ( E element : inputArray ){
            System.out.printf( "%s ", element );
        }
        System.out.println();
    }

    public static void main( String args[] )
    {
        // 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
        Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };

        System.out.println( "整型数组元素为:" );
        printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组

        System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
        printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组

        System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
        printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
    }
}

1.3.2 类中的泛型方法

案例5：

public class GenericTest {
        static class Fruit {
            @Override
            public String toString() {
                return "fruit";
            }
        }
        static class Apple extends Fruit {
            @Override
            public String toString() {
                return "apple";
            }
        }
        static class Person {
            @Override
            public String toString() {
                return "Person";
            }
        }

        static 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 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);
        }

}

1.3.3泛型方法与可变参数

案例6：

public class GenericTest {
    static class Fruit {
        @Override
        public String toString() {
            return "fruit";
        }
    }

    static class Apple extends Fruit {
        @Override
        public String toString() {
            return "apple";
        }
    }

    static class Person {
        @Override
        public String toString() {
            return "Person";
        }
    }

    static 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 static <T> void printMsg(T... args) {
        for (T t : args) {
            System.out.println("泛型测试" + "t is " + t);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Fruit fruit = new Fruit();
        Apple apple = new Apple();
        Person person = new Person();
        GenerateTest<Fruit> generateTest = new GenerateTest<Fruit>();
        printMsg(fruit, apple, person);
    }
}

1.3.4 静态方法与泛型

静态方法有一种情况需要注意一下，那就是在类中的静态方法使用泛型：静态方法无法访问类上定义的泛型；如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。

即：如果静态方法要使用泛型的话，必须将静态方法也定义成泛型方法 。

案例7：

public class StaticGenerator<T> {
    ....
    ....
    /**
     * 如果在类中定义使用泛型的静态方法，需要添加额外的泛型声明（将这个方法定义成泛型方法）
     * 即使静态方法要使用泛型类中已经声明过的泛型也不可以。
     * 如：public static void show(T t){..},此时编译器会提示错误信息：
          "StaticGenerator cannot be refrenced from static context"
     */
    public static <T> void show(T t){

    }
}

1.3.5 泛型方法总结

如果使用泛型方法将整个类泛型化，那么就应该使用泛型方法。另外对于一个static的方法而已，无法访问泛型类型的参数。所以如果static方法要使用泛型能力，就必须使其成为泛型方法。

1.4 泛型上下边界

在使用泛型的时候，我们还可以为传入的泛型类型实参进行上下边界的限制，如：类型实参只准传入某种类型的父类或某种类型的子类。

• 为泛型添加上边界，即传入的类型实参必须是指定类型的子类型
• 可能有时候，你会想限制那些被允许传递到一个类型参数的类型种类范围。例如，一个操作数字的方法可能只希望接受Number或者Number子类的实例。这就是有界类型参数的目的。
• 要声明一个有界的类型参数，首先列出类型参数的名称，后跟extends关键字，最后紧跟它的上界。

Generic<? extends Number>：传入的类型实参必须是指定类型的子类型。，类型通配符下限为Generic<? super Number>形式，其含义与类型通配符上限正好相反

案例8：

public void show(Generic<? extends Number> obj) {
  System.out.println("key value is " + obj.getKey());
}
`
``

```cpp
public class GenericTest {
    // 比较三个值并返回最大值
        public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
        {
            T max = x; // 假设x是初始最大值
            if ( y.compareTo( max ) > 0 ){
                max = y; //y 更大
            }
            if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
                max = z; // 现在 z 更大
            }
            return max; // 返回最大对象
        }
        
        public static void main( String args[] )
        {
            System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",
                    3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );

            System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",
                    6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );

            System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear",
                    "apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
        }

}

1.5关于泛型数组要提一下

看到了很多文章中都会提起泛型数组，经过查看sun的说明文档，在java中是”不能创建一个确切的泛型类型的数组”的。

• 也就是说下面的这个例子是不可以的：

List<String>[] ls = new ArrayList<String>[10];  

• 而使用通配符创建泛型数组是可以的，如下面这个例子：

List<?>[] ls = new ArrayList<?>[10];

• 这样也是可以的：

List<String>[] ls = new ArrayList[10];

案例9：

public class GenericTest {
    public static  class GenericArray<T> {
        private Object[] array; //维护Object[]类型数组@SupperessWarning("unchecked")

        public GenericArray(int v) {
            array = new Object[v];
        }

        public void put(int index, T item) {
            array[index] = item;
        }

        public T get(int index) {
            return (T) array[index];
        } //数组对象出口强转

        public T[] rep() {
            return (T[]) array;
        } //运行时无论怎样都是Object[]类型
    }
        public static void main (String[] args){
            GenericArray<Integer> ga = new GenericArray<Integer>(10);
            // Integer[] ia = ga.rep(); //依旧ClassCastException
            Object[] oa = ga.rep(); //只能返回对象数组类型为Object[]
            ga.put(0, 11);
            System.out.println(ga.get(0)); // 11
        }

}

泛型通配符

1、类型通配符一般是使用?代替具体的类型参数。

	此处’？’是类型实参，而不是类型形参 
	例如 List<?> 在逻辑上是List<String>,List<Integer> 等所有List<具体类型实参>的父类。**

import java.util.*;
 
public class GenericTest {
     
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();
        
        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);
 
        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);
       
   }
 
   public static void getData(List<?> data) {
      System.out.println("data :" + data.get(0));
   }
   // 因为getData()方法的参数是List类型的，所以name，age，number都可以作为这个方法的实参，这就是通配符的作用
}

2、类型通配符上限通过形如List来定义，如此定义就是通配符泛型值接受Number及其下层子类类型。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
public class GenericTest {
    public static void getData(List<?> data) {
        System.out.println("data :" + data.get(0));
    }

    public static void getUperNumber(List<? extends Number> data) {
        System.out.println("data :" + data.get(0));
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<String> name = new ArrayList<String>();
        List<Integer> age = new ArrayList<Integer>();
        List<Number> number = new ArrayList<Number>();

        name.add("icon");
        age.add(18);
        number.add(314);

        getData(name);
        getData(age);
        getData(number);

        System.out.println();
        //getUperNumber(name);//1 出现错误,因为getUperNumber()方法中的参数已经限定了参数泛型上限为Number，所以泛型为String是不在这个范围之内，所以会报错
        getUperNumber(age);//2
        getUperNumber(number);//3

    }
}

来源：CSDN

作者：广大菜鸟

链接：https://blog.csdn.net/weixin_44001521/article/details/104167042