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　　泛型由入門到精通

　　Hi，小伙伴你好～歡迎進(jìn)入泛型的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)之前友情提醒一下：學(xué)習(xí)泛型需要小伙伴們具備一定的javaSE基礎(chǔ)，如果之前小伙伴們沒(méi)有接觸過(guò)java，大家可以移步到千鋒北京java好程序員的javaSE課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。

　　在正式開(kāi)始學(xué)習(xí)之前，我們先來(lái)看一段經(jīng)常書(shū)寫(xiě)的代碼，分析一下代碼存在那些問(wèn)題?

　　代碼如下：

public class GenericsDemo {
public static void main(String[] args) {
//1.創(chuàng)建一個(gè)List對(duì)象
List list = new ArrayList();
//2.向List中添加數(shù)據(jù)
list.add("python");
list.add("java");
list.add(66);
//3.遍歷集合
for (int i = 0; i <list.size() ; i++) {
//4.把集合中的每個(gè)元素轉(zhuǎn)成String類型
String ele = (String) list.get(i);
//5.打印-測(cè)試結(jié)果
System.out.println("元素的值："+ele);
}
}
}

　　運(yùn)行代碼，會(huì)報(bào)如下圖的異常：

　　那么小伙們，我們來(lái)分析一下原因，到底是因?yàn)槭裁磮?bào)這個(gè)異常呢?

　　在代碼中我們定義了一個(gè)List類型的集合，先向其中加入了兩個(gè)String類型的值，隨后加入一個(gè)Integer類型的值。這是完全允許的，因?yàn)榇藭r(shí)list默認(rèn)的類型為Object類型，所以在代碼編譯期間沒(méi)有任何問(wèn)題。

　　但是在運(yùn)行代碼時(shí)，由于list集合中既有String類型的值，又有Integer類型的值，致使list集合無(wú)法區(qū)分值是什么類型，很容易出現(xiàn)上圖中的錯(cuò)誤。因?yàn)榫幾g階段正常，而運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)“java.lang.ClassCastException”異常。因此導(dǎo)致此類錯(cuò)誤編碼過(guò)程中不易發(fā)現(xiàn)。

　　分析完了，小伙們現(xiàn)在明白了吧，通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)上述代碼主要存在兩個(gè)問(wèn)題：

　　當(dāng)我們將數(shù)據(jù)存入集合時(shí)，集合不會(huì)記住數(shù)據(jù)的類型，默認(rèn)數(shù)據(jù)類型都是Object。

　　當(dāng)我們遍歷集合中的數(shù)據(jù)時(shí)，人為進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，很容易報(bào)“java.lang.ClassCastException”。強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換異常

　　那么有沒(méi)有什么辦法可以使集合能夠記住集合內(nèi)元素各類型，且能夠達(dá)到只要編譯時(shí)不出現(xiàn)問(wèn)題，運(yùn)行時(shí)就

　　不會(huì)出現(xiàn)“java.lang.ClassCastException”異常呢?

　　答案就是使用泛型。

　　那么什么是泛型呢?

　　第一關(guān) 讓我們一起走入泛型

　　1.泛型的概述

　　1.1 什么是泛型

　　泛型，泛指任意類型，可以應(yīng)用在接口上，類上，變量上，方法上，以及方法的參數(shù)中。

　　百度百科介紹：

　　泛型是jdk1.5的新特性，泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類型，也就是說(shuō)所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)。這種參數(shù)類型可以用在類、接口和方法的創(chuàng)建中，分別稱為泛型類、泛型接口、泛型方法。

　　在jdk1.5之前，沒(méi)有泛型的情況的下，通過(guò)對(duì)類型Object的引用來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)的“任意化”，“任意化”帶來(lái)的缺點(diǎn)是要做顯式的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，而這種轉(zhuǎn)換是要求開(kāi)發(fā)者對(duì)實(shí)際參數(shù)類型可以預(yù)知的情況下進(jìn)行的。對(duì)于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的情況 ，編譯器可能不提示錯(cuò)誤，在運(yùn)行的時(shí)候才出現(xiàn)異常，這是一個(gè)安全隱患。

　　泛型的好處：使用泛型，首先可以通過(guò)IDE進(jìn)行代碼類型初步檢查，然后在編譯階段進(jìn)行編譯類型檢查，以保證類型轉(zhuǎn)換的安全性;并且所有的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換都是自動(dòng)和隱式的，可以提高代碼的重用率。

　　個(gè)人理解：

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：泛型，即“參數(shù)化類型”，那么類型“參數(shù)化”到底怎么理解呢?

　　顧名思義，類型“參數(shù)化”就是將類型由原來(lái)的具體類型，變成參數(shù)化的“類型”，有點(diǎn)類似于方法中的變量參數(shù)，不過(guò)此時(shí)是類型定義成參數(shù)形式(你可以理解為類型形參)，然后在使用時(shí)傳入具體的類型(也就是類型實(shí)參)。為什么這樣操作呢?因?yàn)樗茏岊愋?參數(shù)化"，也就是在不創(chuàng)建新的類型的情況下，通過(guò)泛型可以指定不同類型來(lái)控制形參具體限制的類型。

　　總結(jié)：

　　泛型介紹完了， 小伙伴看完上述解釋后，能理解泛型是什么了嗎?我們可以用兩句話來(lái)概括一下：

　　泛型在聲明時(shí)，用標(biāo)記符表示，僅僅作為“參數(shù)化的類型”，可以理解為形式參數(shù)。

　　比如：

　　//定義List集合時(shí)，用標(biāo)記符E表示任意類型，E可以理解為形式參數(shù)，沒(méi)有具體的類型值public interface Listextends Collection{ ----------}

　　泛型在使用時(shí)，需要指定具體的類型，也就是類型實(shí)際的參數(shù)。

　　比如：

　　//在使用List集合時(shí)，需要確定E的具體類型，String可以理解為具體的類型，也就是實(shí)際的參數(shù)值Listlist = new ArrayList();

　　1.2 常用的泛型標(biāo)記符

　　E - Element (集合使用，因集合中存放元素)

　　T - Type(Java 類)

　　K - Key(鍵) V - Value(值)

　　N - Number(數(shù)值類型)

　　? - 表示不確定的java類型

　　S、U、V - 2nd、3rd、4th types

　　你可能會(huì)有疑問(wèn)，弄這么多標(biāo)識(shí)符干嘛，直接使用萬(wàn)能的Object難道不香么?我們知道Object是所有類的基類(任何類如果沒(méi)有指明其繼承類，都默認(rèn)繼承于Object類)，因此任何類的對(duì)象都可以設(shè)置Object的引用，只不過(guò)在使用的時(shí)候可能要類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。但是如果設(shè)置了泛型E、T等這些標(biāo)識(shí)符，那么在實(shí)際使用之前類型就已經(jīng)確定，因此不再需要類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

　　2.泛型的語(yǔ)法使用

　　2.1 泛型在集合中的使用

　　單列集合中List中

public interface List<E> extends Collection<E> {
----
<T> T[] toArray(T[] a);
----
}

　　雙列集合Map中

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
---
V get(Object key){---};
V put(K key, V value){---};
V remove(Object key){---};
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m){---};
-----
}

　　小伙們可以看到：List,HashMap的源碼，在聲明集合時(shí)或者定義方法時(shí)，使用采用尖括號(hào)內(nèi)加占位符的形式 ，這里的占位符就是我們上面說(shuō)的泛型標(biāo)記符，泛型標(biāo)記符號(hào)E,K,V,T等用來(lái)表示任意類型(E,K,V,T也就是“泛型形參”，在實(shí)例化集合對(duì)象時(shí)需要明確的具體的類型(也就是“泛型的實(shí)際參數(shù)”))。

　　通過(guò)觀察集合的源碼，那么我們自己也可以定義泛型接口，泛型類以及泛型方法，下面我們一起操作一下吧。

　　2.2 聲明泛型接口

　　泛型應(yīng)用于接口。例如生成器(GeneratorType)，這是一種專門負(fù)責(zé)創(chuàng)建對(duì)象的類。當(dāng)使用生成器創(chuàng)建新的對(duì)象時(shí)，它不需要任何參數(shù)，也就是說(shuō)生成器無(wú)需額外的信息就知道如何創(chuàng)建新對(duì)象。

　　一般而言，一個(gè)生成器只定義一個(gè)方法，該方法用以產(chǎn)生新的對(duì)象。

/**
* 定義一個(gè)泛型接口：生成任意對(duì)象
* @param <T>： 泛型形式參數(shù)，可以是任意類型
*/
public interface GeneratorType<T> {
T create();
}

/**
* 測(cè)試泛型接口
*/
class DemoGeneratorType{
public static void main(String[] args) {
//1.使用生成器：創(chuàng)建random對(duì)象
GeneratorType<Random> gt= new GeneratorType<Random>() {
@Override
public Random create() {
return new Random();
}
};
//2.使用 GeneratorType:創(chuàng)建對(duì)象
Random random = gt.create();
}
}

　　來(lái)，小伙伴們，我們一起分析下上面的代碼：

　　我們聲明了一個(gè)泛型接口 GeneratorType，目的用來(lái)生成任意類型的對(duì)象，在這里T可以表示任意類型。

　　我們?cè)跍y(cè)試類中，通過(guò)GeneratorType創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，可以傳遞任意類型。

　　比如 GeneratorType，那么就可以生成Random對(duì)象了

　　注意： 在這里，我們通過(guò)匿名內(nèi)部類的方式創(chuàng)建了Random對(duì)象，這種寫(xiě)法大家要慢慢熟悉喔。

　　2.3 聲明泛型類

　　泛型應(yīng)用于類上面。例如訂單類(Order),這是一個(gè)專門負(fù)責(zé)封裝訂單里面商品的類，當(dāng)我們購(gòu)物生成訂單時(shí)，訂單里面可以包含任何商品信息。

　　請(qǐng)注意，在類上定義的泛型，在類的變量、方法的參數(shù)以及方法中同樣也能使用(靜態(tài)方法除外)。

/**
* 定義一個(gè)訂單類：封裝任意類型的商品信息
* @param <T>
*/
public class Order<T> {
private T t ;//在變量中使用： T表示任意商品類型
public T get(){//在普通方法中使用：T表示任意商品類型
return t;
}
public void set(T t){//在方法的參數(shù)使用： T表示任意類型
this.t = t;
}
//測(cè)試：
public static void main(String[] args) {
Order<Phone> order = new Order<Phone>();//創(chuàng)建訂單對(duì)象：封裝Phone商品
order.set(new Phone("華為Mate20",3899.0));
System.out.println("商品名稱："+order.get().getPhoneName());
}
}
//定義手機(jī)商品類
class Phone{
private String phoneName;
private Double phonePrice;

public Phone(String phoneName, Double phonePrice) {
this.phoneName = phoneName;
this.phonePrice = phonePrice;
}

public Phone() {
}

public String getPhoneName() {
return phoneName;
}

public void setPhoneName(String phoneName) {
this.phoneName = phoneName;
}

public Double getPhonePrice() {
return phonePrice;
}

public void setPhonePrice(Double phonePrice) {
this.phonePrice = phonePrice;
}
}

　　ok,泛型類我們聲明完成了，大家看一下是不是和我們聲明泛型接口很相似啊，確實(shí)是一樣的。

　　聲明的語(yǔ)法就是：類名,在這里T可以表示任意類型。

　　小伙伴也可以看到，我們定義了一個(gè)帶泛型的Order類，在我們創(chuàng)建訂單對(duì)象時(shí)，可以傳入任意類型的商品對(duì)象，使我們的操作更加靈活

　　2.4 聲明泛型方法

　　泛型應(yīng)用于方法上面。前面說(shuō)過(guò)在泛型類上定義的泛型，在類的方法中也能使用(靜態(tài)方法除外)。但是有的時(shí)候我們只想在某個(gè)方法上使用泛型，而不是整個(gè)類，這也是被允許的，下面我和小伙們一起來(lái)體驗(yàn)一下。

　　比如FactoryBean工廠類，通過(guò)泛型方法，創(chuàng)建任意類型的對(duì)象。

package cn.qf;
/**
* 定義一個(gè)工廠Bean：
*/
public class FactoryBean {
/*
定義不帶泛型的方法
*/
public static Object createObject0(String className) throws Exception{
return Class.forName(className).newInstance();
}
/*
定義一個(gè)普通的泛型方法：className表示類的全路徑
*/
public <T> T createObject1(String className) throws Exception{
return (T) Class.forName(className).newInstance();
}
/*
定義一個(gè)靜態(tài)的泛型方法：className表示類的全路徑
*/
public static <T> T createObject2(String className)throws Exception{
return (E) Class.forName(className).newInstance();
}
//測(cè)試：
public static void main(String[] args) throws Exception {
//創(chuàng)建一個(gè)Phone對(duì)象 : 不使用泛型方法，需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)
Phone p1 = (Phone) FactoryBean.createObject0("cn.qf.Phone");
//創(chuàng)建一個(gè)Phone對(duì)象 ：泛型方法，不需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)
Phone p2 = FactoryBean.createObject2("cn.qf.Phone");
}
}

class Phone{
private String phoneName;
private Double phonePrice;
----
}

　　在這里我們使用工廠模式來(lái)創(chuàng)建對(duì)象，為了在我們獲取對(duì)象時(shí)，不用類型強(qiáng)轉(zhuǎn)，我們也使用了泛型。小伙伴通過(guò)代碼可以看到，不使用泛型的方法，在獲取對(duì)象時(shí)，需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)(可能會(huì)引起類型強(qiáng)轉(zhuǎn)異常)。

　　在使用泛型方法獲取對(duì)象時(shí)，不需要類型強(qiáng)轉(zhuǎn)(可以避免引起類型強(qiáng)轉(zhuǎn)異常)。

　　2.5 泛型方法、泛型接口、泛型類小結(jié)

　　從上面的介紹小伙伴也看到了，泛型類的好處就是在泛型類上定義的泛型，在類的方法中也能使用(普通靜態(tài)方法除外)。而泛型方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是能獨(dú)立于類，不受類是否是泛型類的限制。因此當(dāng)你考慮使用泛型的時(shí)候，優(yōu)先考慮定義泛型方法。如果非要定義泛型類，

　　個(gè)人建議通過(guò)使用泛型方法來(lái)將整個(gè)類泛型化，因?yàn)檫@樣就不用擔(dān)心靜態(tài)方法的事,如果有靜態(tài)方法那必然是泛型方法。這樣就能避免普通靜態(tài)方法無(wú)法獲取泛型類泛型的尷尬局面。

　　你以為這就把泛型介紹完了嗎?并沒(méi)有，小伙伴們先休息片刻，稍后我們繼續(xù)喔。

　　闖關(guān)練習(xí)

　　需求：

　　定義一個(gè)泛型類：

　　包含與類的泛型一樣的變量，

　　包含與類的泛型一樣的方法，參數(shù)也使用泛型

　　同時(shí)定義一個(gè)類的泛型不相同的泛型方法

　　答案：

/**
* 定義泛型類：
* @param <T>： 泛型T
*/
public class GenericDemo4<T> {
//1.定義一個(gè)與T 一樣的變量
private T t;
//2.定義一個(gè)與T一樣的方法
public T test1(T outer){
System.out.println(outer);
return outer;
}
//3.定義一個(gè)與T不一樣的方法
public <E> E test2(E e){
System.out.println("自定義泛型的方法："+e);
return e;
}
//測(cè)試：
public static void main(String[] args) {
//1.創(chuàng)建對(duì)象：指定T的泛型為 String
GenericDemo4<String> gt = new GenericDemo4<String>();
//2.調(diào)用 與T 一樣的泛型方法
gt.test1("hello world");
//3.調(diào)用 與T 不一樣的泛型方法
gt.test2(10);
}
}