泛型，其实算是Java当中比较难的语法了，很多人一开始都对其一知半解，也很害怕阅读带泛型的源码，虽然看起来语法很难，但当你理解后会觉得很简单，其实只是一个纸老虎罢了。下面，我将会用非常简单易懂的方式带你去理解它，相信你在认真看完后会有非常大的收获，从此不会再畏惧它!
一. 泛型的定义
这里大家可以不必去看网上的有些定义，因为相对于比较学术化，只需记住泛型可以在程序设计中指定某种类型，让程序的设计更加规范化即可
二. 为什么要用到泛型
了解到了泛型是什么后，那我们来讨论讨论为什么要用泛型这个语法，这个语法到底是干什么的?别急，下面，我先给大家举一个例子：
- class Stack {
- public Object[] objects;
- public int top;
- public Stack() {
- this.objects =new Object[10];
- }
- public void push(Object obj) {
- objects[this.top++] = obj;
- }
- public Object get() {
- return objects[this.top-1];
- }
- }
大家可以看看这是在干什么呢?这是我们自己写了一个栈，然后将栈里的数组类型设置成Object类型，这样的话这个栈里任意类型的数据都可以存放了(Object类是任何类的父类，不管插入什么类型的数据，都可以发生向上转型)
下面，我们来测试一下：
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- Stack stack=new Stack();
- stack.push(1);
- stack.push(2);
- stack.push("123");
- String str=(String)stack.get();
- }
- }
可以看到，我们可以向自己写的栈里放入整形以及字符串等等任何类型的数据，但注意一下取出数据的时候要进行强制类型转换
以上这样写，可以向栈里存放任何类型的数据，比较通用，其优点也可以变成缺点，正因为太通用了，使代码的规范性降低，看起来比较凌乱，这时候，我们可以考虑使用泛型，这样可以在类中或者Java集合中存放特定的数据(使用Java集合时，一般都要用到泛型，而自定义的类型中可以使用泛型也可以不使用)
三. 泛型的写法
以自定义的类型为例，写法为在类名后面加上尖括号，里面写上一个字母(注意，此处写任何字母都可以，只起到一个标记这个类为泛型类的作用)
- class Stack
而在new对象时，以栈里只能存放整形为例，前面的尖括号必须写基本数据类型对应的包装类，而后面的尖括号可以不用写，示例如下：
- Stack stack = new Stack<>();
补一下Java中的基本数据类型与对应的包装类：
因此，我们前面写的自定义的栈可以写成以下形式(以存放整形为例)：
- class Stack<T> {
- public T[] objects;
- public int top;
- public Stack() {
- this.objects = (T[])new Object[10];
- }
- public void push(T obj) {
- objects[this.top++] = obj;
- }
- public T get() {
- return objects[this.top-1];
- }
- }
- Stack<Integer> stack = new Stack<>();
- stack.push(1);
- stack.push(2);
- int ret = stack.get();
- System.out.println(ret);
特别注意此处：public Stack() { this.objects = (T[])new Object[10]; }
这里不能写成this.objects=new T[10];
原因：
- 不能new泛型类型的数组
- 也可理解为泛型是先检查后编译的，如果new泛型类型的数组的话，编译器检查时并不知道T是什么类型的，因此会报错。而编译的时候才会进行擦除机制，都会将其转换为Object类型
- 正因为有这个擦除机制，这里才能进行数组整体强制类型转换(一般数组不能整体进行强制类型转换)，因为泛型只是在编译的时候起作用，而实际运行时都会被擦除成Object类型，即实际运行时是没有泛型这个概念的，也即实际运行时类型都是一样的，所以T本质上是object类型的，所以此代码等价于不进行强制类型转换!!!
- 而直接指定泛型的代码(不是T) 比如：Stack和Stack都是在运行时直接把尖括号里的类型擦掉了，可以看到直接打印的结果(并没有打印出类型)：
此处注意多理解理解
四. 泛型的使用实例
1. 求最大值
以上就是泛型的一个重要知识点了，但光看是不够的，还是得通过例子让大家有一个更为深入的理解，比如，如何写一个泛型类来求数组的最大值呢?
基本的框架大概是这样的：(没看懂的小可爱好好看看上面讲的内容哦)
- class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
- public T findMax(T[] array) {
- T max = array[0];
- for (int i = 1; i < array.length; i++) {
- if(max < array[i]) {
- max = array[i];
- }
- }
- return max;
- }
- }
但是此代码if(max < array[i])会报错，为什么呢?因为将来给T传的值一定是一个引用类型，引用类型不能直接比较大于或者小于的，是要用Comparable或Comparator接口里的方法比较的，因为泛型在编译的时候会被擦除成Object类型，但Object类本身并没有实现Comparable或Comparator接口，所以我们要控制其不要擦除到Object类，所以要给泛型指定一个边界
具体写法如下：
- class Algorithm<T extends Comparable<T>> {
- public T findMax(T[] array) {
- T max = array[0];
- for (int i = 1; i < array.length; i++) {
- //max < array[i]
- if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
- max = array[i];
- }
- }
- return max;
- }
- }
- class Algorithm<T extends Comparable<T>>
注意，extends叫做上界，此代码代表的意思为T这个泛型类会擦除到实现了Comparable接口的地方，换句话说，这个T类型一定是实现了Comparable接口的
同理：这个代码public class MyArrayList { ... }代表E为Number的子类或Number本身
下面让我们来用一下：
- Algorithm<Integer> algorithm1 = new Algorithm<>();
- Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
- Integer ret = algorithm1.findMax(integers);
- System.out.println(ret);
运行结果如下：
成功了!
2. 优化
经过上面的努力，我们已经写出了一个泛型类来求一个数组的最大值了，但是，上面的例子是一个整形数组，那么我们能不能在数组里存放别的类型去比较呢?答案是可以的，但是我们还得去new一个对象，例如：Algorithm algorithm2 = new Algorithm<>();这样很麻烦。但是我们可以将求最大值的方法设置成静态的class Algorithm2 ,因为是静态的方法，不需要new对象，所以就没有在new对象时指定泛型的过程了，所以没必要给方法后加尖括号，但是去掉之后，代码又会被错：
我们可以这样修改：
- class Algorithm2 {
- public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
- T max = array[0];
- for (int i = 1; i < array.length; i++) {
- if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
- max = array[i];
- }
- }
- return max;
- }
- }
此方法public static> T findMax(T[] array){}叫做泛型方法
下面继续带大家来用一下：
- public static void main(String[] args) {
- Integer[] integers = {1,2,13,4,5};
- //会根据形参的类型推导出整个泛型的类型参数
- Integer ret = Algorithm2.findMax(integers);
- System.out.println(ret);
- Integer ret2 = Algorithm2.<Integer>findMax(integers);
- System.out.println(ret2);
- }
注意，ret1写法和ret2写法是一样的，都可以
打印结果如下：
五. 通配符
1. 基本写法
通配符也是泛型的一种，下面我们来写一个泛型方法来打印集合中的元素。
- class Test {
- public static<T> void print(ArrayList<T> list) {
- for (T t : list) {
- System.out.println(t);
- }
- }
这个写法很简单，上文都讲过了，那么让我们来试着用一下吧：
- public static void main(String[] args) {
- ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
- list.add(1);
- list.add(2);
- list.add(3);
- Test.print(list);
- }
打印的结果如下：
除了以上这种写法，我们还可以将其改成通配符的写法，先给大家上代码：
- //？代表通配符 擦除机制 Object
- public static void print2(ArrayList<?> list) {
- for (Object t : list) {
- System.out.println(t);
- }
- }
- }
此处for (Object t : list)必须这样写，因为通配符也是有擦除机制的，会在编译器编程Object类型。
2. 上界
- 语法：
- 示例：
- public static void printAll(MyArrayList list) {
- ...
- }
- xxxxxxxxxxbr public static void printAll(MyArrayList list) {br...br }
代表可以传入类型实参是 Number 子类的任意类型的 MyArrayList所以以下调用都是正确的：
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList());
- xxxxxxxxxxbr printAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());
以下调用都是错误的：
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList ());
- xxxxxxxxxxbr printAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());
3. 下界
下界和上界的用法很类似
- 语法：
- 示例：
- public static void printAll(MyArrayList list) {
- ...
- }
- xxxxxxxxxxbr public static void printAll(MyArrayList list) {br...br}
代表可以传入类型实参是 Integer 父类的任意类型的 MyArrayList所以以下调用是正确的：
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList());
- xxxxxxxxxxbr printAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());
以下调用是错误的：
- printAll(new MyArrayList());
- printAll(new MyArrayList());
- xxxxxxxxxxbr printAll(new MyArrayList());brprintAll(new MyArrayList());
六. 泛型的限制
学习完后，我们应该注意泛型使用过程中以下一些限制：
-
泛型类型参数不支持基本数据类型
-
无法实例化泛型类型的对象
-
无法使用泛型类型声明静态的属性
-
无法使用 instanceof 判断带类型参数的泛型类型(因为被擦除机制擦除了)
-
无法创建泛型类数组
-
无法 create、catch、throw 一个泛型类异常(异常不支持泛型)
-
泛型类型不是形参一部分，无法重载
好啦，本次泛型知识点的分享就先告一段落了，整理不易，但如果能帮到大家很开心了。也希望大家多理解理解，不论是刚开始学习还是复习，都值得仔细揣摩哦!一起加油吧!
