Java中的泛型，看完这个还不会，我倒立洗头！

我今天聊聊Java中的泛型， 它是一个广泛使用但讨论较少的主题。我们经常会使用它，但大多数开发人员并没有真正了解它。

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Java开发中你们肯定都用过List或者ArrayList。那你们应该记得如何定义他们吧？

List list = new ArrayList<>(); // 这里的Integer 就是使用了泛型

这就是我们声明的方式。所以，我们使用了泛型。这里，是我们传递的指定类型。那是一个类型。在我们创建这样的列表后，您只能将整数添加到列表中。

那如果我们不指定类型呢？

List numList = new ArrayList<>(); //不指定类型

如果我们像上面这样定义列表，我们就可以将从 Object 超类扩展的任何类型的数据添加到列表中。

所以添加泛型后，我们可以实现此列表的类型安全。

泛型意味着参数化类型。Java 让我们创建一个类、接口和方法，可以在泛型域中与不同类型的数据（对象）一起使用。

泛型的优点是：

  • 代码可重用性——我们可以使用具有多种对象类型的通用代码
  • 编译时类型检查——Java 将在编译时检查泛型代码是否有错误
  • 类型安全——我们可以限制添加不必要的数据
  • 集合中的用法——集合需要对象类型来处理数据

让我们举个例子来解释为什么我们需要泛型。

想象一下，您必须使用打印机类打印数字和文本。打印机有一种在创建数据时接受数据的方法。

在传统方式中，我们必须创建 2 个类，因为我们有 2 种数据类型：数字（整数）和文本（字符串）

public class TextPrinter {
    private final String data;

    public TextPrinter(String data) {
        this.data = data;
    }

    public void print() {
        System.out.println("print::: " + data);
    }
}
public class NumberPrinter {
    private final Integer data;

    public NumberPrinter(Integer data) {
        this.data = data;
    }

    public void print() {
        System.out.println("print::: " + data);
    }
}

使用：

public class GenericsMain {
    public static void main(String[] args) {
        NumberPrinter numberPrinter = new NumberPrinter(5);
        numberPrinter.print(); // 输出 print::: 5
        TextPrinter textPrinter = new TextPrinter("Hello");
        textPrinter.print();   // 输出  print::: Hello
    }
}

有没有觉得代码重复了？唯一的区别就是数据类型不同！

下面我们利用泛型来改造一下，使它成为一个通用的类型。

public class Printer {
    private final T data;

    public Printer(T data) {
        this.data = data;
    }

    public void print() {
        System.out.println("print::: " + data);
    }
}

使用：

Printer integerPrinter = new Printer<>(5);
integerPrinter.print();   // 输出 print::: 5

Printer stringPrinter = new Printer<>("Hello");
stringPrinter.print();   // 输出 print::: Hello

Printer doublePrinter = new Printer<>(45.34);
doublePrinter.print();   // 输出 print::: 45.34

Printer longPrinter = new Printer<>(5L);
longPrinter.print();z    //输出 print::: 5

现在我们就只写了一个类，T用来表示作为通用标准的类型。我们甚至可以为其他数据类型（例如 Double/Long）创建打印对象。代码可重用性是通过风格实现的。

我们还可以创建多个类型的通用类。如下：

public class MultiPrinter {
    private final T data1;
    private final V data2;

    public MultiPrinter(T data1, V data2) {
        this.data1 = data1;
        this.data2 = data2;
    }

    public void print() {
        System.out.println("print::: " + data1 + " : " + data2);
    }
}
MultiPrinter multiPrinter = new MultiPrinter<>(5, "Hello");
multiPrinter.print(); // 输出 print::: 5 : Hello

Java 类型命名约定：

  • E - 元素（用于集合）
  • K — 键（在地图中使用）
  • N——数字
  • T——类型
  • V - 值（在地图中使用）
  • S、U、V 等 — 第二、第三、第四类型

有界泛型

这是泛型的高级版本。我们可以通过有界泛型来限制更多并实现更多类型安全。

假设我们有一个AnimalPrinter类，它只能打印动物详细信息。不允许与其他物体一起使用。如何实现这一目标？

public class Animal {
    private final String name;
    private final String color;
    private final Integer age;

    public Animal(String name, String color, Integer age) {
        this.name = name;
        this.color = color;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Animal animal = (Animal) o;
        return Objects.equals(name, animal.name) && Objects.equals(color, animal.color) && Objects.equals(age, animal.age);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, color, age);
    }
}

public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name, String color, Integer age) {
        super(name, color, age);
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, String color, Integer age) {
        super(name, color, age);
    }
}
public class AnimalPrinter {
    private final T animalData;

    public AnimalPrinter(T animalData) {
        this.animalData = animalData;
    }

    public void print() {
        System.out.println("Name::: " + animalData.getName());
        System.out.println("Color::: " + animalData.getColor());
        System.out.println("Age::: " + animalData.getAge());
    }
}

在这个类中，T 扩展 Animal 部分完成了工作！我们限制了狗和猫的通用性！

AnimalPrinter animalPrinter1 = new AnimalPrinter<>(new Cat("Jim", "brown", 2));
animalPrinter1.print();
AnimalPrinter animalPrinter2 = new AnimalPrinter<>(new Dog("Rocky", "black", 5));
animalPrinter2.print();

多重界限

假设我们想向打印机通用功能添加更多功能。我们可以这样实现。

public class AnimalPrinter {
    ..................
}

我使用 Serialized 接口提供了 Serialized 功能。这里有一些重要的事情需要记住。

  • 我们必须在子类（Cat 和 Dog）中实现接口。
  • 类应该放在第一位，然后是 & 和接口。
  • 由于 Java 不支持多重继承，因此只能扩展 1 个类。

泛型通配符

通配符由问号?表示 在 Java 中，我们用它们来指代未知类型。这可以用作泛型的参数类型。然后它将接受任何类型。在下面的代码中，我使用通配符将任何对象的列表用作方法参数。

public static void printList(List list) {
    System.out.println(list);
}

printList(
    Arrays.asList(
        new Cat("Jim", "brown", 2),
        new Dog("Rocky", "black", 5)
    )
);
printList(Arrays.asList(50, 60));
printList(Arrays.asList(50.45, 60.78));

// output:
// [generics.Cat@b1fa3959, generics.Dog@62294cd9]
// [50, 60]
// [50.45, 60.78]

列表现在可以是任何类型！

上限通配符

考虑这个例子：

public static void printAnimals(List animals) {
      animals.forEach(Animal::eat);
}

如果我们想象Animal的子类型，例如Dog ，我们就不能将此方法与Dog列表一起使用，即使Dog是Animal的子类型。我们可以使用通配符来做到这一点。

public static void printAnimals(List animals) {
    ...
}

现在，此方法适用于Animal类型及其所有子类型。

printAnimals(
    Arrays.asList(
        new Cat("Jim", "brown", 2),
        new Dog("Rocky", "black", 5)
    )
);

这称为上限通配符，其中Animal类型是上限。

下界通配符

我们还可以指定具有下限的通配符，其中未知类型必须是指定类型的超类型。可以使用super 关键字后跟特定类型来指定下限。

例子：

public static void addIntegers(List list){
    list.add(new Integer(70));
}

通用方法

想象一下，我们需要一种采用不同数据类型并执行某些操作的方法。我们可以为此创建一个通用方法并重用它。

public static  void call(T data) {
    System.out.println(data);
}

call("hello");
call(45);
call(15.67);
call(5L);
call(new Dog("Rocky", "black", 5));

/* output:
    hello
    45
    15.67
    5
    generics.Dog@62294cd9
*/

如果我们想返回数据而不是 VOID，我们也可以这样做。

public static  T getData(T data) {
    return data;
}

System.out.println(getData("Test"));   // 输出 Test

我们也可以在通用方法中接受多种数据类型。

public static  void getMultiData(T data1, V data2) {
    System.out.println("data 1: " + data1);
    System.out.println("data 2: " + data2);
}

getMultiData(50, "Shades of Grey");

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