java魔功心法-范型篇

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前言:
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什么是范型

JDK 1.5开始引入Java泛型(generics)这个特性,该特性提供了编译时类型安全检测机制,允许程序员在编译时检测到非法的类型。停,业余的客套话就不多说了,这些术语,讲了N遍,不管你看不看得懂,我的目的就是就要把你教懂,所以,这里不是重点。


泛型的作用

泛型有四个作用:类型安全、自动转换、性能提升、可复用性。即在编译的时候检查类型安全,将所有的强制转换都自动和隐式进行,同时提高代码的可复用性。实在不想说,但是不说又不行,生怕你们把路走偏了。


泛型的使用

  • 我们写代码,基本上就是:类、接口、方法。

泛型类

  • 先来来个3简单的类,平时的类动则几十上百行,现在我们化繁为简,就是为了让我们更清楚类的结构。
正经类
public class Student {
  
}
public class Teacher {
  
}
public class Room {
  
}

有些人心里忍不住要喷了,这谁不会呀。嘿嘿,别着急,这想说的就是我们修炼的名门正派功法,这是很标准的”正派”写法。接下来,我将使用魔教功法进行魔改。


范型类结构
public class 类名 <泛型类型1,...> {
// todo
}

范型类
  • 一个范型

简简单单

public class Student<T> {
  
}
  • 两个范型

我好像在骂人,但是你没有证据吧

public class Student<S,B> {
}
  • 三个范型

这里注意,范型里面的 S, B, Q 都是自定义的,一般用大写字母表示,个数不限

public class Student<S, B, Q> {
}
  • N 个范型

嘿嘿,个数不限,那就来个不限的吧

public class Student<S, B, Q, V, N, F, D, A, U, I, O, P, L, H, J, K, G> {
}

  • 关于字母

有人说,字母就26个啊,你写重复的话,那不是一样了嘛。对,你是对的,但是魔教功法就在于,他不讲道理,谁说一定要使用大写字母了,下面来个逼死强迫症写法,什么叫无限火力,放飞自我。

public class Student<Sq, VIP, diss, QR, LKl, WOrd, Hao, Da, VPP, Ji, Ni, Tai, Mei, N, WoCao, D, CPDD, U, I, Love, Dog, OPHJKG, JiuK, HangZhou, WO, LAi, CoffEr, VCS> {
  
}

怎么样,好好的一个类,经过魔教功法的改造,是不是看起来很不一样了。


  • 一般规定

虽然我们可以乱写,但是魔教功法还是有一套自己的体系,一般关于大写字母的定义如下

T:任意类型 type
E:集合中元素的类型 element
K:key-value形式 key
V: key-value形式 value
N: Number(数值类型)
?: 表示不确定的java类型

对比
  • 为了加深记忆,我们前后再对比一下内容
// 改造前
public class Student {
  
}

// 改造后
public class Student<T> {
  
}
实例化
  • 范型类应该怎么样实例化呢,请看下面正派写法
// 正经写法
Student student = new Student();
// 范型写法
Student<T> student = new Student<>();

// 案例1
Student<String> student = new Student<>();
// 案例2
Student<Integer> student = new Student<>();
// 案例3
Student<Teacher> student = new Student<>();
// 案例4:前面都没意思,来试试套娃吧,哈哈,走火入魔了没有,魔功就是魔功,这里要自己动手,才清晰明了
Student<Student<Student<Student<Student<String, Student<String, Long>>, Boolean>, Integer>, String>, Student<String, Integer>> student = new Student<>();
// 案例5:那个最长的,我实在懒得写了,后面全部用String代替了,这一套写下来,能不能唬住人。
    Student<
            String,
            BigDecimal,
            Integer,
            Boolean,
            Long,
            Double,
            Room,
            Teacher,
            String,
            String,
            String,
            String,
            String,
            String,
            String,
            String,
            String
            > student = new Student<>();

咱就是说,用了魔教功法之后,我们 new 出来的对象,想传什么就传什么。有多少个范型参数,就传多少个对象进去。总之就一句话,很强,运用好了,绝对是秒天秒地秒空气。crud 之内,已然无敌。


泛型接口

看过范型类了,那接下来就是接口。有一说一,范型接口的使用率比范型类高出很多很多

正经接口
public interface Student {
  // todo
}

范型接口结构
public interface 接口名<T> {
  // todo
}
范型接口
  • 两个参数
public interface Student<T> {
    // todo
}
  • 两个参数
public interface Student<S, B> {
    // todo
}
  • 三个参数

停,就到这里吧,再写下去就不礼貌了,容易走火入魔。参数是和类一样的,可以N个,英文字母不限大小。


对比
// 改造前
public interface Student {
    // todo
}

// 改造后
public interface Student<T> {
    // todo
}

  • 实例化

众所周知,接口只能用实现接口的方式来实例化,java8之后还能用函数式编程,这里就不展开来讲了

// 正经实现
public class GoodStudent implements Student{
    
}

// 范型实现
public class GoodStudent<T> implements Student<T>{
    
}

// 这里不用 T 可不可以呢,答案是可以的,只要子类和父类的范型一样就行
public class GoodStudent<B> implements Student<B>{

}

// 实战1
public class GoodStudent<String> implements Student<String>{

}

// 实战2
public class GoodStudent<Integer> implements Student<Integer>{

}

// 实战N,别忘记了我们还能套娃,还能无限火力N,这里就不演示了

  • 那子类和父类的范型不一样呢,那就编译器报错呗


使用方式

那说了那么多,这个范型有什么用呢,答案是:接口、类声明中定义的类型形参则可以在整个接口、类中使用。

可以作为参数类型,入参,返回值使用

  • 范型使用
public class GoodStudent<T> implements Student<T>{
    // 范型作为参数类型
    private T personality;
		// 范型接口1,作为入参
    public void evaluation(T t){
        
    }
  	// 范型接口2,作为入参和返回值
    public T evaluation2(T t){
        return t;
    }
}
  • 案例参考(比较容易看懂)
// 实例化后很简单的,一看就懂,这就是我们正常的写法
public class GoodStudent<String> implements Student<String>{
    // 范型参数
    private String personality;

    public void evaluation(String t){

    }

    public String evaluation2(String t){
        return t;
    }
    
}

// 案例2
public class GoodStudent<Integer> implements Student<Integer>{
    // 范型参数
    private Integer personality;

    public void evaluation(Integer t){

    }

    public Integer evaluation2(Integer t){
        return t;
    }
    
}

  • 实例化
    public static void main(String[] args) {
				// String 类型
        GoodStudent<String> goodStudent = new GoodStudent<>();
        String personality = "";
        goodStudent.evaluation(personality);
        String result = goodStudent.evaluation2(personality);

      	// Integer 类型
        GoodStudent<Integer> goodStudent = new GoodStudent<>();
        Integer personality = "";
        goodStudent.evaluation(personality);
        Integer result = goodStudent.evaluation2(personality);
      
     		// 套娃类型,我就套一层,不然容易走火入魔
        GoodStudent<GoodStudent<String>> goodStudent = new GoodStudent<>();
        GoodStudent<String> personality = new GoodStudent<>();
        // 内层
        String resultString = personality.evaluation2("");

        goodStudent.evaluation(personality);
        // 外层
        GoodStudent<String>  result = goodStudent.evaluation2(personality);
    }

泛型方法

  • 介绍范型方法之前,我们先看看普通方法,我们经常写的方法就是这样
正经方法
// 无返回值,无入参
public void test(){
    
}
// 无返回值,有入参
public void test(String s){
    
}
// 有返回值,无入参
public String test(){
    return "";
}
// 有返回值,有入参
public String test(String s){
    return s;
}

范型方法结构
// 范型方法就是加上一个范型声明
public <泛型类型> 返回类型 方法名(泛型类型 变量名) {
   // todo
}

范型演示(注意和之前正常的对比)
// 无返回值,无入参(无意义)
public <T> void test(){
    
}
// 无返回值,有入参(不常用)
public <T> void test(T s){
    
}
// 有返回值,无入参(不太常用)
public <T> T test(){
    retrn null;
}
// 有返回值,有入参(经常用)
public <T> T test(T s){
    return s;
}

案例
  • 正经案例
public class GoodStudent implements Student {
    // 无返回值,无入参
    public void test() {

    }

    // 无返回值,有入参
    public void test2(String s) {

    }

    // 有返回值,无入参
    public String test3() {
        return "";
    }

    // 有返回值,有入参
    public String test4(String s) {
        return s;
    }

}
  • 正经调用
public static void main(String[] args) {
    GoodStudent goodStudent = new GoodStudent();
    goodStudent.test();
    String s = "";
    goodStudent.test2(s);
    String s1 = goodStudent.test3();
    String s2 = goodStudent.test4(s);
}
  • 范型案例
public class GoodStudent implements Student {
    // 无返回值,无入参(无意义)
    public <T> void test(){

    }
    // 无返回值,有入参(不常用)
    public <T> void test2(T s){

    }
    // 有返回值,无入参(不太常用)
    public <T> T test3(){
        return null;
    }
    // 有返回值,有入参(经常用)
    public <T> T test4(T s){
        return s;
    }
}
  • 范型调用
public static void main(String[] args) {
  	 // String 范型
     GoodStudent goodStudent = new GoodStudent();
     goodStudent.test();
     String s = "";
     goodStudent.test2(s);
     String s1 = goodStudent.test3();
     String s2 = goodStudent.test4(s);
  
     // Integer 范型
     GoodStudent goodStudent = new GoodStudent();
     goodStudent.test();
     Integer s = "";
     goodStudent.test2(s);
     Integer s1 = goodStudent.test3();
     Integer s2 = goodStudent.test4(s);
  
     // Student<String> 范型
     GoodStudent goodStudent = new GoodStudent<>();
     goodStudent.test();
     Student<String> s = new GoodStudent<>();
     goodStudent.test2(s);
     Student<String> s1 = goodStudent.test3();
     Student<String> s2 = goodStudent.test4(s);
  
}

范型方法是传什么参数,就是什么返回值


泛型通配符(上下界)

你以为这就完了?下面才是绝杀。

Java泛型的通配符是用于解决泛型之间引用传递问题的特殊语法, 主要有以下三类:

  • 无边界的通配符,使用精确的参数类型
  • 关键字声明了类型的上界,表示参数化的类型可能是所指定的类型,或者是此类型的子类
  • 关键字声明了类型的下界,表示参数化的类型可能是指定的类型,或者是此类型的父类

无边界更多是服务于上界和下界的

// 表示类型参数可以是任何类型
public class B<?> {
}
 
// 上界:表示类型参数必须是A或者是A的子类
public class B<T extends A> {
}
 
// 下界:表示类型参数必须是A或者是A的超类型
public class B<T supers A> {
}
正常类
public class GoodStudent implements Student{
    // String参数
    private String personality;
		// String 作为入参
    public void evaluation(String t){
        
    }
  	// String作为入参和返回值
    public String evaluation2(String t){
        return t;
    }
}
  • 范型类
public class GoodStudent<T> implements Student<T>{
    // 范型参数
    private T personality;
		// 范型接口1,作为入参
    public void evaluation(T t){
        
    }
  	// 范型接口2,作为入参和返回值
    public T evaluation2(T t){
        return t;
    }
}
  • 下界范型
public class GoodStudent<T extends String> implements Student<T> {
    // 范型参数
    private T personality;
    // 范型接口1,作为入参
    public void evaluation(T t){

    }
    // 范型接口2,作为入参和返回值
    public T evaluation2(T t){
        return t;
    }
}

到这里,我已经走火入魔了,后续的后面在写了,从这里我们也能看出,一个“正派”的类,经过”魔教“功法范型的改造之后,已经具备一定的复杂性了。这就是 魔功-范型 带来的威力。

// 改造前
public class GoodStudent implements Student{
    // String参数
    private String personality;
		// String 作为入参
    public void evaluation(String t){
        
    }
  	// String作为入参和返回值
    public String evaluation2(String t){
        return t;
    }
}

// 改造后
public class GoodStudent<T extends String> implements Student<T> {
    // 范型参数
    private T personality;
    // 范型接口1,作为入参
    public void evaluation(T t){

    }
    // 范型接口2,作为入参和返回值
    public T evaluation2(T t){
        return t;
    }
}