泛型的概念：Java泛型（generics）是JDK1.5中引入的一個新特性，泛型提供了編譯時的類型安全監(jiān)測機(jī)制，該機(jī)制允許我們在編譯時檢測到非法的類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

泛型的本質(zhì)就是類型參數(shù)化，也就是所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個參數(shù)。

使用泛型的好處：

1 在編譯期間提供了類型檢查

2 取數(shù)據(jù)時無須進(jìn)行類型裝換

語法：

class 類名稱 <泛型標(biāo)識,泛型標(biāo)識,泛型標(biāo)識,...> { private 泛型標(biāo)識 變量名； // ...}

常用的泛型標(biāo)識：T、E、K、V

使用語法：

類名 <具體的數(shù)據(jù)類型> 對象名 = new 類名<具體的數(shù)據(jù)類型>();

JDK 1.7 之后，后面的 <> 中的具體的數(shù)據(jù)類型可以省略不寫。

定義一個簡單的泛型類：

/** * 泛型類 T：類型形參，在類創(chuàng)建對象時，指定具體的數(shù)據(jù)類型 * @author rainszj * 2020/3/19 */public class GenericDemo01<T> { private T value; public GenericDemo01() { } public GenericDemo01(T value) { this.value = value; } @Override public String toString() { return 'GenericDemo01{' + 'value=' + value + ’}’; } public T getValue() { return value; } public void setValue(T value) { this.value = value; }}

測試一下：

public class Test { public static void main(String[] args) { // 在創(chuàng)建對象時指定具體的數(shù)據(jù)類型 GenericDemo01<String> genericDemo01 = new GenericDemo01<>('java'); // 泛型類不支持基本數(shù)據(jù)類型，但可以使用基本類型對應(yīng)的包裝類 GenericDemo01<Integer> genericDemo02 = new GenericDemo01<>(1); // 在泛型類對象時，不指定具體的數(shù)據(jù)類型，將會使用Object類型來接收 // 同一個泛型類，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建的對象，本質(zhì)上是同一類型，公用同一個類模板 // class com.rainszj.GenericDemo01 System.out.println(genericDemo01.getClass()); // class com.rainszj.GenericDemo01 System.out.println(genericDemo02.getClass()); // true System.out.println(genericDemo01.getClass() == genericDemo02.getClass()); }}

注意事項(xiàng)：

泛型類，如果沒有指定具體的數(shù)據(jù)類型，按Object類型來接收

泛型的類型參數(shù)只能是類類型，也就是引用數(shù)據(jù)類型，不能是基本數(shù)據(jù)類型

泛型類型在邏輯上可以看成是多個不同的類型，但實(shí)際上都是相同類型

/** * 抽獎池 * * @author rainszj * 2020/3/19 */public class ProductGetter<T> { // 獎品 private T product; private ArrayList<T> list = new ArrayList<>(); /** * 添加獎品 * * @param product */ public void addProduct(T product) { list.add(product); } /** * 抽取隨機(jī)獎品 * * @return */ public T getProduct() { return list.get(new Random().nextInt(list.size())); } @Override public String toString() { return 'ProductGetter{' + 'product=' + product + ’}’; }}public static void main(String[] args) { ProductGetter<String> productGetter1 = new ProductGetter<>(); // 獎品類型 禮物 String[] products1 = {'華為手機(jī)', '蘋果手機(jī)', '掃地機(jī)器人', '微波爐'}; // 添加獎品 for (int i = 0, length = products1.length; i < length; i++) { productGetter1.addProduct(products1[i]); } // 獲取獎品 String product1 = productGetter1.getProduct(); System.out.println('恭喜您抽中了，' + product1.toString()); ProductGetter<Integer> productGetter2 = new ProductGetter<>(); // 獎品類型 money Integer[] products2 = {1000, 3000, 10000, 500}; for (Integer money : products2) { productGetter2.addProduct(money); } Integer product2 = productGetter2.getProduct(); System.out.println('恭喜您抽中了,' + product2.toString());}從泛型類派生子類

子類也是泛型類，子類的泛型標(biāo)識 T 要和父類的泛型標(biāo)識 T 保持一致，或者是包含關(guān)系，子類的泛型標(biāo)識包含父類的泛型標(biāo)識

class ChildGeneric<T> extends ParentGeneric<T>class ChildGeneric<T, E> extends ParentGeneric<T>

子類不是泛型類，父類要明確泛型的數(shù)據(jù)類型

class ChildGeneric extends ParentGeneric<String>泛型接口

語法：

interface 接口名稱 <泛型標(biāo)識,泛型標(biāo)識,...> { 泛型標(biāo)識 方法名();}

實(shí)現(xiàn)泛型接口的類，不是泛型類，需要明確實(shí)現(xiàn)泛型接口的數(shù)據(jù)類型

public class Apple implements Generic<String> {}

實(shí)現(xiàn)類也是泛型類，實(shí)現(xiàn)類和接口的泛型類型要一致，或者是包含關(guān)系，實(shí)現(xiàn)類的泛型標(biāo)識包含泛型接口的泛型標(biāo)識

public class Apple<K> implements Generic<K> {}public class Apple<K, V> implements Generic<K> {}

定義一個泛型接口

public interface Generic<K> { K getKey();}

實(shí)現(xiàn)其中方法：

/** * 泛型接口的實(shí)現(xiàn)類，是一個泛型類， * 那么要保證實(shí)現(xiàn)接口的泛型類的泛型標(biāo)識包含泛型接口的泛型標(biāo)識 */public class Pair<K, V> implements Generic<K> { private K key; private V value; public Pair() { } public Pair(K key, V value) { this.key = key; this.value = value; } @Override public K getKey() { return key; } public V getValue() { return value; } @Override public String toString() { return 'Pair{' + 'key=' + key + ', value=' + value + ’}’; }}

測試：

public class MyTest { public static void main(String[] args) { Pair<String, Integer> pair = new Pair<>('數(shù)學(xué)', 100); System.out.println(pair.toString()); // Pair{key=數(shù)學(xué), value=100} }}泛型方法普通泛型方法

泛型類，是在實(shí)例化類時指明泛型的具體類型。

泛型方法，是在調(diào)用方法時，指明泛型的具體類型。

語法：

修飾符 <T,E,...> 返回值類型 方法名(形參列表) { // 方法體...}

public 與返回值中間 <T,E,...> （泛型列表）非常重要，可以理解為聲明此方法為泛型方法。

只有聲明了 <T,E,...> 的方法才是泛型方法，泛型類中使用了泛型的成員方法并不是泛型方法

<T> 表明該方法將使用泛型類型 T，此時才可以在方法中使用泛型類型 T。

public class ProductSetter<T> { private T product; private Random random= new Random(); private ArrayList<T> list = new ArrayList<>(); public void addProduct(T product) { list.add(product); } /** * @param list * @param <E> 泛型方法的類型，是在調(diào)用泛型方法時確定的 * @return */ public <E> E getProduct(ArrayList<E> list) { return list.get(random.nextInt(list.size())); } public T getProduct() { return list.get(random.nextInt(list.size())); } @Override public String toString() { return 'ProductSetter{' + 'product=' + product + ’}’; }}

測試：

public static void main(String[] args) { ProductSetter<String> productSetter = new ProductSetter<>(); String[] products1 = {'華為手機(jī)', '蘋果手機(jī)', '掃地機(jī)器人', '微波爐'}; for (int i = 0; i < products1.length; i++) { productSetter.addProduct(products1[i]); } System.out.println(productSetter.getProduct()); ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(); list1.add('華碩電腦'); list1.add('蘋果電腦'); list1.add('華為電腦'); String product1 = productSetter.getProduct(list1); System.out.println(product1 + 't' + product1.getClass().getSimpleName()); // 華為電腦 String ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>(); list2.add(1); list2.add(2); list2.add(3); Integer product2 = productSetter.getProduct(list2); System.out.println(product2 + 't' + product2.getClass().getSimpleName()); // 2 Integer}靜態(tài)泛型方法

public static <T, E, K> void pringType(T k1, E k2, K k3) { System.out.println(k1 + 't' + k1.getClass().getSimpleName()); System.out.println(k2 + 't' + k2.getClass().getSimpleName()); System.out.println(k3 + 't' + k3.getClass().getSimpleName());}// 方法的調(diào)用ProductSetter.pringType(1, 'hello', false);

// 輸出結(jié)果1 Integerhello Stringfalse Boolean

注意：

// 在泛型類中無法添加靜態(tài)的 帶有泛型成員方法，但可以添加靜態(tài)的 泛型方法public class Test<T> { // 帶有泛型的成員方法// 錯誤public static T getKey(T key) { return key;} // 泛型方法// 正確public static <E> E getKey(E key) { return key;}}泛型方法中的可變參數(shù)

public class MyTest { public static void main(String[] args) { MyTest.print(1, 2, 3); } /** * 泛型方法中的可變長參數(shù) * @param value * @param <E> */ public static <E> void print(E ... value) { for (int i = 0; i < value.length; i++) { System.out.println(value[i]); } }}

總結(jié)：

泛型方法能使方法獨(dú)立于類而產(chǎn)生變化。

如果 static 方法要使用泛型能力，就必須使其成為泛型方法。

類型通配符一般是使用 ? 代替具體的類型實(shí)參。

類型通配符是類型實(shí)參，而不是類型形參。

我們先來定義一個簡單的泛型類：

public class Box<T> { private T width; public static void showBox(Box<Number> box) { Number width = box.getWidth(); System.out.println(width); } public T getWidth() { return width; } public void setWidth(T width) { this.width = width; }}

main方法：

public static void main(String[] args) { Box<Number> box1 = new Box<Number>(); box1.setWidth(100); showBox(box1);}

當(dāng)我們在 main 方法中增加這一段代碼時，就會報(bào)錯

Box<Integer> box2 = new Box<>();box2.setWidth(200);showBox(box2);

雖然 Integer 類繼承自 Number 類，但在類型通配符中不存在繼承這一概念！

也許你會使用方法的重載，但是 在同一個泛型類中，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建的對象，本質(zhì)上是同一類型，公用同一個類模板，所以無法通過方法的重載，傳遞不同的泛型類型。

這時可以使用類型通配符 ?，來代表具體的類型實(shí)參！

public static void showBox(Box<?> box) { Object width = box.getWidth(); System.out.println(width);}類型通配符的上限

在我們上面的showBox()代碼中，發(fā)現(xiàn) box.getWidth()得到的還是Object類型，這和我們不使用類型通配符，得到的結(jié)果是一樣的。這時我們可以使用類型通配符的上限。

語法：

類/接口 <? entends 實(shí)參類型>

要求該泛型的類型，只能是實(shí)參類型，或者是實(shí)參類型的子類類型。

public static void showBox(Box<? extends Number> box) { Number width = box.getWidth(); System.out.println(width);}public static void main(String[] args) { Box<Integer> box2 = new Box<>(); box2.setWidth(200); showBox(box2);}

使用類型通配符的下限，無法得知該類型具體是指定的類型，還是該類型的子類類型，因此無法在 List 集合中執(zhí)行添加該類或者該類子類的操作！

public static void showAnimal(List<? extends Cat> list) { // 錯誤 list.add(new Cat()); list.add(new MiniCat());}類型通配符的下限

語法

類/接口 <? super 實(shí)參類型>

要求該泛型的類型，只能是實(shí)參類型，或者是實(shí)參類型的父類類型。

下面通過 TreeSet 集合中的一個構(gòu)造方法來進(jìn)一步理解 類型通配符的下限

public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) { this(new TreeMap<>(comparator));}

首先是一個Animal類，只有一個 name 屬性

public class Animal { private String name; public Animal(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return 'Animal{' + 'name=’' + name + ’’’ + ’}’; }}

然后它的一個子類，Cat添加一個屬性：age

public class Cat extends Animal { private int age; public Cat(String name, int age) { super(name); this.age = age; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return 'Cat{' + 'age=' + age + ’}’; }}

最后是 Cat 的子類，MiniCat，再添加一個屬性 level

public class MiniCat extends Cat { private int level; public MiniCat(String name, int age, int level) { super(name, age); this.level = level; } public int getLevel() { return level; } public void setLevel(int level) { this.level = level; } @Override public String toString() { return 'MiniCat{' + 'level=' + level + ’}’; }}

測試，首先我們要在MyTest類通過靜態(tài)內(nèi)部類的方式，實(shí)現(xiàn)比較的接口，在構(gòu)造TreeSet時，傳遞比較器

public class MyTest { public static void main(String[] args) { // 正常 // TreeSet<Cat> animals = new TreeSet<Cat>(new Comparator1()); // 正常 TreeSet<Cat> animals = new TreeSet<Cat>(new Comparator2()); // 報(bào)錯// TreeSet<Cat> animals = new TreeSet<Cat>(new Comparator3()); List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat('a', 12), new Cat('c', 9), new Cat('b', 20)); animals.addAll(list); animals.forEach(System.out::println); } public static class Comparator1 implements Comparator<Animal> { @Override public int compare(Animal o1, Animal o2) { return o1.getName().compareTo(o2.getName()); } } public static class Comparator2 implements Comparator<Cat> { @Override public int compare(Cat o1, Cat o2) { return o1.getAge() - o2.getAge(); } } public static class Comparator3 implements Comparator<MiniCat> { @Override public int compare(MiniCat o1, MiniCat o2) { return o1.getLevel() - o2.getLevel(); } }}

結(jié)論：

通過以上的比較，我們可以看出，類型通配符的下限，只能傳遞實(shí)參類型的或者實(shí)參類型的父類類型。

我們每次比較使用的都是 Cat 類型，但在 Comparator1比較的是 Animal 中的 name 屬性，這是因?yàn)?我們在初始化 Cat 對象的時候，一定會先初始化 Animal 對象，也就是創(chuàng)建子類對象的時候，一定會先創(chuàng)建父類對象，所以才可以進(jìn)行比較。

如果是使用 類型通配符的上限，在創(chuàng)建對象時，比較的是該類的子類對象中的屬性，就會造成空指針異常！也就是Comparator3無法使用的原因， 所以在 TreeSet 中才會使用 <? super E> ，類型通配符的下限。

泛型是Java 1.5 引進(jìn)的概念，在這之前是沒有泛型的，但是，泛型代碼能夠很好地和之前的代碼兼容。那是因?yàn)椋盒托畔⒅淮嬖诰幾g階段，在進(jìn)入 JVM 之前，與泛型相關(guān)的信息會被擦除掉，我們稱之為——類型擦除。

先定義一個泛型類：

public class Erasure<T> { private T key; public T getKey() { return key; } public void setKey(T key) { this.key = key; } }

輸出結(jié)構(gòu)：

public static void main(String[] args) { Erasure<Integer> erasure = new Erasure<>(); Class<? extends Erasure> cls = erasure.getClass(); Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName() + ':' + field.getType().getSimpleName()); // key:Object }}

可以發(fā)現(xiàn)在編譯完成后的字節(jié)碼文件中，T --> Object 類型

還是剛才的泛型類，只不過加了泛型的上限

public class Erasure<T extends Number> {// ...}

測試不變，輸出結(jié)果：

key:Number

當(dāng)我們指定了泛型的上限時，它會將我們的泛型擦除為上限類型

同樣對泛型方法，也是一樣的道理

// 泛型方法public <E extends List> E test(E t) { return t;}

Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();for (Method method : methods) { System.out.println(method.getName() + ':' + method.getReturnType().getSimpleName());}// 輸出結(jié)果// getKey:Number// test:List// setKey:void橋接方法

泛型接口

public interface Info<T> { T test(T value);}

泛型接口的實(shí)現(xiàn)類

public class InfoImpl implements Info<Integer> { @Override public Integer test(Integer value) { return value; }}

測試

public static void main(String[] args) { Class cls = InfoImpl.class; Method[] methods = cls.getDeclaredMethods(); for (Method method : methods) { System.out.println(method.getName() + ':' + method.getReturnType().getSimpleName()); }}// 輸出結(jié)果：// test:Integer// test:Object

原本 InfoImpl 中只是實(shí)現(xiàn)了 Info 接口中的一個方法，但通過反射卻拿到了兩個方法。其中返回值為 Object 的方法就是橋接方法。

在編譯完成后，類型擦除的結(jié)果是這樣的：

public interface Info { Object test(Object value);}

public class InfoImpl implements Info { public Integer test(Integer value) { return value; } // 橋接方法：保持接口和類的實(shí)現(xiàn)關(guān)系 @Override public Object test(Object value) { return (Integer)value; }}泛型數(shù)組

開發(fā)中，一般常用的是泛型集合

泛型數(shù)組的創(chuàng)建：

可以聲明帶泛型的數(shù)組引用，但是不能直接創(chuàng)建帶泛型數(shù)組對象。

可以通過 java.lang.reflect.Array 的 newInstance(Class<T>, int)創(chuàng)建 T[ ] 數(shù)組。

// 可以創(chuàng)建帶泛型的數(shù)組引用ArrayList<String>[] arrayLists1 = new ArrayList[3];// 無法創(chuàng)建帶泛型的數(shù)組對象ArrayList<String>[] arrayLists2 = new ArrayList<String>[3];

簡單使用 java.lang.reflect.Array 的 newInstance(Class<T>, int)創(chuàng)建 T[ ] 數(shù)組。 封裝一個泛型數(shù)組

public class GenericArray<T> { private T[] array; public GenericArray(Class cls, int length) { this.array = (T[]) Array.newInstance(cls, length); } public void put(int index, T item) { this.array[index] = item; } public T get(int index) { return this.array[index]; } public T[] getArray() { return this.array; } public static void main(String[] args) { GenericArray<String> ga = new GenericArray<>(String.class, 3); ga.put(0, '白虎'); ga.put(1, '青龍'); ga.put(2, '朱雀'); System.out.println(Arrays.toString(ga.getArray())); }}泛型和反射

反射常用的泛型類：

Class

Constructor

通過反射創(chuàng)建對象，帶泛型和不帶泛型

Class<Cat> catClass1 = Cat.class;try { Constructor<Cat> c1 = catClass1.getConstructor(); Cat cat = c1.newInstance();} catch (Exception e) { e.printStackTrace();}Class catClass2 = Cat.class;try { Constructor c2 = catClass2.getConstructor(); Object cat2 = c2.newInstance();} catch (Exception e) { e.printStackTrace();}

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