通俗易懂讲——深入理解泛型和问号？

通俗易懂讲——深入理解泛型和问号？

目录

（一）泛型方法

（二）泛型类

（三）泛型申明

1、泛型申明的作用域

2、申明多个泛型

3、泛型可以在申明时限定使用范围

（四）问号“?”与泛型的关系

1、“?”用于初始化赋值。

2、“?”用于限定值的更新

3、“?”可以独立用于参数范围的限定

4、“?”通配符也可以和泛型配合

（五）泛型数组和泛型接口

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力求通俗易懂，便于记忆。

（一）泛型方法

编程中经常会遇到相同的方法，相同的结构，只是变量类型不同。通常可以如下多写几个方法，但是代码量很大，如下例中的getprint()：

public class Test {public static String getprint(String s) {return s;}public static Integer getprint(Integer i) {return i;}public static ArrayList<String> getprint(ArrayList<String> l) {return l;}public static void main(String[] args) {System.out.println(getprint("abc"));System.out.println(getprint(123));ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");System.out.println(getprint(list));}
}
/*
运行结果：
abc
123
[aaa, bbb]
*/

既然只是类型不同，那有没有一种“类型变量”呢？

 我们可以用java提供的泛型来实现这种“类型变量”，以达到简化代码的目的。ps：不知道为翻译成泛型，我们可以理解成“广泛的类型”，或者理解成“通用类型”。

像其他变量一样，使用泛型也必须要申明，1、在方法的返回值类型前加<T>，申明泛型T。当然也可以是其他字母，泛型习惯上使用大写的T、V、E等。2、上例中我们把那些变化的类型：String、Integer、 ArrayList<String>用T代替。简化成如下代码：

public class Test {public static <T> T getprint(T s) {return s;}public static void main(String[] args) {System.out.println(getprint("abc"));System.out.println(getprint(123));ArrayList<String> list=new ArrayList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");System.out.println(getprint(list));}
}

是不是简化很多？这种含有泛型申明<T>的方法我们把他称之为：泛型方法，其中T称之为泛型。

这里需要说明下：getprint(T s)我们例子中传入了三个参数："abc"、123、list，但并没有指定类型。是的，java自动判断了传入参数的类型，当传入"abc"时，java会判断传入了String类型，并自动将T替换成String，变成了一个String类型的方法，再传入参数：

    public static String getprint(String s) {return s;}

结论：泛型是一种变量

           1、泛型方法：像其他变量一样使用泛型必须申明一个或多个泛型，即在方法的返回类型前加<T>，用以申明泛型T，表示该方法可以使用泛型T。

           2、泛型方法在传入参数时就会确定泛型T的类型，并将T替换成对应类型。

           3、泛型T可以为其他字母，但通常习惯用单个大写字母T、V、E等。

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（二）泛型类

既然方法可以用泛型（通用类型），那么类呢？当然是可以的，先看代码：

public class Study {public static void main(String[] args) {Test01 test01 = new Test01("abc");System.out.Key());//Test02 test02 = new Test02(123);System.out.Key());//Test03 test03 = new Test03(new ArrayList<>(Arrays.asList("aaa", "bbb")));System.out.Key());}
}class Test01 {private String key;public Test01(String key) {this.key = key;}public String getKey() {return key;}public void setKey(String key) {this.key = key;}
}class Test02 {private Integer key;public Test02(Integer key) {this.key = key;}public Integer getKey() {return key;}public void setKey(Integer key) {this.key = key;}
}class Test03 {private ArrayList<String> key;public Test03(ArrayList<String> key) {this.key = key;}public ArrayList<String> getKey() {return key;}public void setKey(ArrayList<String> key) {this.key = key;}
}
/*
运行结果：
abc
123
[aaa, bbb]
*/

Test01、Test02、Test03三个类有相同的方法，相同的结构，只是变量类型不同。

将上述三个类简化成一个泛型类，1、申明一个泛型，在类名后加<T>。2、把上述三个类不同的类型：String、Integer、 ArrayList<String>替换成T。简化得到如下代码：

public class Study {public static void main(String[] args) {Test<String> test01=new Test<String>("abc");System.out.Key());//Test<Integer> test02=new Test<Integer>(123);System.out.Key());//Test<ArrayList<String>> test03=new Test<ArrayList<String>>(new ArrayList<>(Arrays.asList("aaa", "bbb")));System.out.Key());}
}class Test<T> {private T key;public Test(T key) {this.key = key;}public T getKey() {return key;}public void setKey(T key) {this.key = key;}
}

需要说明下，泛型类跟普通类比较，泛型类需要在申明时类名后用尖括号指定类型：

普通类：Test test=new Test();

泛型类：Test<String> test =new Test<String>();//等号后面那个尖括号里的String可以不要

尖括号指定String类型后，java系统会将该泛型类中的T替换成了String，自动生成了普通类。

class Test {private String key;public Test(String key) {this.key = key;}public String getKey() {return key;}public void setKey(String key) {this.key = key;}
}

如果泛型类申明时不指定类型，类型自动默认为Object。

结论：

           1、申明泛型：泛型类的类名后面一定要加<T>以申明泛型T，表示该类可以使用泛型T了。

           2、申明泛型类：需要在申明时类名后用尖括号指定类型：java在申明后泛型类会将T替换成指定类型生成普通类。Test<String> test =new Test<String>();

           3、尖括号里的变量类型不能是基础变量类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean，必须用对应的：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean。

           4、泛型T可以为其他字母，但通常习惯用大写字母T、V、E等。

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（三）泛型申明<T>

• 类似于变量申明，在类名后面或者方法返回类型前面加<T>，即表示申明了一个泛型T。该泛型T可以分别用于类或者方法中，在被调用前T自动替换成对应的类型。<T>也称为"泛型标识符"。
• 最简单的泛型方法：public static <T> void p(){}//申明了泛型T但未使用

1、泛型申明的作用域

public class Stdudy<T> {/** 方法前无<T>,泛型类中的方法，其中的T类型与泛型类的T类型一致。*/public T gogo(T t) {return t;}/** 方法前有<T>,泛型方法，其中的T类型是独立的，不受泛型类的T类型约束*/public <T> T go(T t) {return t;}public static void main(String[] args) {String s = "abc";new Stdudy().go(s);}
}

上例中<T>出现两次，也就是泛型T被申明了两次，第一次是类名后，第二次是在方法go()前。

泛型其实就是一种变量，类的泛型T只能影响除go()方法外的所有T，go()方法的T相当于局部变量独立使用，不受类泛型T的影响。

静态方法只能使用泛型方法，泛型类无法影响静态方法中的泛型T。

2、申明多个泛型

泛型可以申明多个，需在泛型标识符里申明。并在方法或类中应用。如：

public class TestMethod {public static <T,R> void print(T t,R r){System.out.println(""+t+r);}public static void main(String[] args) {print("abc",123);}
}

public class TestMethod<T,R> {public void print(T t,R r){System.out.println(""+t+r);}public static void main(String[] args) {new TestMethod<String,Integer>().print("abc",123);}
}

3、泛型可以在申明时限定使用范围

extends：表示类型上界。例：A extends B，表示类型必须是B或B的子类

super：表示类型下界。例：A super B，表示类型必须是B或B的父类

&：接口

    public static <I extends Number  & Serializable & Cloneable> I getI(I i){return i;}

（四）问号“?”与泛型的关系

• “?”是泛型通配符。但他不是泛型。好比是张三的苹果，不能说苹果就是张三。
• “?”通常是独立使用，与泛型无关，也可以与泛型配合使用。
• “?”不是泛型，因此不能用于泛型申明。
• 泛型实际是一种类型占位符，在调用泛型方法或者泛型类之前就确定了类型，调用前先将泛型替换成了对应的类型再调用。因此泛型实质是确定的类型。ps：通俗说法便于理解别较真
• “?”是不确定的类型，他表达的是一个类型范围。因此“?”定义的list，由于类型范围的问题，插入会校验时会报错。例如：List<?> list=new ArrayList<String>();（后面会详细讲原理。）

1、“?”用于初始化赋值。

• 初始化赋值时，会校验初始化值的类型是否在<>的范围内，<?>的上限值是Object，下限值是无穷小的子类，因此任何类型都在其范围内。
• <? extends Number>表示初始化值上限值是小于等于Number，下限值是无穷小的子类，因此Integer在其范围中。
• <? super Integer>表示初始化值上限值是小于等于Object，下限值是大于等于Integer，因此Integer在其范围中。

        Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");List<?> listString = new ArrayList<String>();List<? extends Number> extendsNumber = new ArrayList<Integer>();ArrayList<? super Integer> superInt = new ArrayList<Integer>();

2、“?”用于限定值的更新

这个可能不好理解，先复习一个基础问题List<Number> list=new ArrayList<>();

这个list在插入值时，java会做一个校验，判断<>中的下限是什么，我们的插入值类型必须小于等于这个下限，否则报错。这个例子中插入值必须小于等于Number，即必须是Number或者他的子类。

一个结论：在List中插入或更新值的类型必须是<>中类型下限或者类型下限的子类

List<?> listString中<?>下限是无穷小子类，也就是没下限。因此很尴尬，listString无法插入除null以外的任何值。同理List<? extends Number>下限也是无穷小子类。因此也不能插入除null以外的任何值。

令人难以相信的是ArrayList<? super Number> numberList中，numberLIst的类型下限是Number，因此得出结论，插入值必须是Number或者他的子类。ps：是不是有点头晕，哈哈哈~~~

        //除null值外，都不能插入；可以读取List<?> listString = new ArrayList<String>();//除null值外,都不能插入,可以读取List<? extends Number> extendsNumber = new ArrayList<Integer>();//可以插入，读取数字ArrayList<? super Number> superInt = new ArrayList<Number>();

合并1、2的结论：

• “?”通过自身或者extends或者super能限定一个范围（上限、下限）。
• 在赋值时，校验值尖括号里的类型是否在“?”限定的范围内。
• 在更新或插入值时，校验值的类型是否是“?”的下限的类型或者是下限的子类类型。

3、“?”可以独立用于参数范围的限定

参数传入时等同于赋值给参数，遵循第1条《“?”用于初始化赋值》的相关规则。

参数传入后遵循第2条规则。

public class Test {public static void go(List<? extends Number> dest){System.out.println(dest);}public static void main(String[] args) {go(new ArrayList<>(Arrays.asList(111,222)));}
}

4、“?”通配符也可以和泛型配合

    public static <T> void go(List<? extends T> dest){System.out.println(dest);}

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（五）泛型数组和泛型接口

1、使用泛型的数组不能直接初始化

错误：T[] tarr=new T[10];

正确：（用反射方式建立）

    public static <T> T[] createArray(Class<T> clazz, int length) {return (T[]) wInstance(clazz, length);}public static <T> T[] createArray(T t, int length){return (T[]) Class(), length);}

2、泛型应用于接口，跟类差不多，不再累述。