黑马程序员-高新技术-泛型

36    入门泛型的基本应用

使用泛型，首先的一个好处是避免强制类型转换。

泛型是提供给javac编译器使用的，可以限定集合中的输入类型，让编译器挡住源程序中的非法输入，编译器编译带类型说明的集合时会去掉“类型”信息，
使程序运行效率不受影响，对于参数化的泛型类型，getClass()方法的返回值和原始类型完全一样，ArrayList<String>和ArrayList<Integer>是同一份字节码的。

由于编译生成的字节码会去掉泛型的类型信息，所以只要能跳过编译器，就可以往某个泛型集合中加入其他类型的数据。
例如：用反射得到集合，再调用其add()方法即可。如：collection1.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(collection1, "haha");

ArrayList<E>类定义和ArrayList<Integer>类引用中涉及如下术语：
整个称为ArrayList<E>泛型类型
ArrayList<E>中的E称为类型变量或类型参数
整个ArrayList<Integer>称为参数化的类型
ArrayList<Integer>中的Integer称为类型参数的实例或实际类型参数
ArrayList<Integer>中的<>念着typeof
ArrayList称为原始类型

注意：以下语句合法：Collection<String> c = new Vector();      Collection c = new Vector<String>();

参数化类型不考虑类型参数的继承关系：
Vector<String> v = new Vector<Object>(); //错误!///不写<Object>没错，写了就是明知故犯
Vector<Object> v = new Vector<String>(); //也错误!

编译器不允许创建泛型变量的数组。即在创建数组实例时，数组的元素不能使用参数化的类型，
例如，下面语句是错误的：Vector<Integer> vectorList[] = new Vector<Integer>[10];

泛型的类型参数的通配符是“?”,使用?通配符可以引用其他各种参数化的类型，?通配符定义的变量主要用作引用，可以调用与参数化无关的方法，
不能调用与参数化有关的方法。看如下程序片段：
public static void printCollection(Collection<?> cols) {
 for(Object obj:cols) {
  System.out.println(obj);
 }
 //cols.add("string");//错误，因为它不知自己未来匹配就一定是String
 //也就是说调用这方法的时候传进来的类型参数是未知的，所以不能调用跟类型参数有关的方法。
 cols.size();//没错，此方法与类型参数没有关系
 cols = new HashSet<Date>();
}

泛型通配符的扩展：Vector<? extends Number> v = new Vector<Integer>();    Vector<? super Integer> v = new Vector<Number>();

通过泛型集合的综合案例学习了Map.Entry的使用。Map中有一个方法entrySet()将返回一个Set集合，里面放置了Map.Entry，里面是key-value对，
Map.Entry中的常用方法getKey(),getValue();

自定义泛型方法及应用。如：
private static <T> T add(T x, T y) {
 return null;
}

如果是泛型的加法，将返回的值是各个加数的类型的交集的类型，
如：add(2, "hello")将返回Object对象，Object result = add(2, "hello");
    add(2, 9.5)将返回Number对象，Number result = add(2, 9.5);

下面是实现数组中两个元素值的交换：

private static <T> void swap(T[] a, int i, int j) {
 T tmp = a[i];
 a[i] = a[j];
 a[j] = tmp;
}

注意：只有引用类型才能作为泛型方法的实际参数，如swap(new String[]{"a", "b", c}, 0, 1);是没问题的，
但是：swap(new int[]{1, 2, 3}, 0, 1);是不能通过编译的。
除了在应用泛型是可以使用extends限定符，在定义泛型时也可以使用extends限定符，
例如：Class.getAnnotation()方法的定义：public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationClass)
并且可以使用&符号来指定多个边界，如
<V extends Serializable & cloneable> void method() {}。

我们也可以用类型变量表示异常，称为参数化异常，可以用于方法的throws 列表中，但是不能用于catch()字句中。
如：
private static <T extends Exception> sayHello() throws T {
 try {
 
 } catch(Exception e) {
  throw (T)e;
 }
}

在泛型中，可以同时有多个类型参数，在定义他们的尖括号中用“,”分隔，例如：public static <K, V> V getValue(K key) {return map.get(key);}

下面方法可以将Object的类型转换为任何类型：     //此方法很有趣，可以根据他的返回值类型自动转换。
public static <T> T autoConvert(Object obj) {
 return (T)obj;
}

如：Object o = "aaa";
String str = autoConvert(o);       
//因为此语句返回值类型是String,所以可以根据他的返回值类型自动转换return (T)obj;这个(T)就是将obj强制转换成跟返回值一样的类型。

定义一个方法，把任意参数类型的集合中的数据安全地复制到相应类型的数组中。
方法模型如下：
public static <T> void copy1(Collection<T> src, T[] dest) {
 //...
}
调用的时候如：copy1(new Vector<String>(), new String[10]);

定义一个方法，把任意参数类型的一个数组中的数据安全地复制到相应类型的另一个数组中。
方法模型如下：
public static <T> void copy2(T[] src, T[] dest) {
 //...
}
调用的时候如：copy2(new Date[10], new String[10]);  //这样调用是没问题的，把传进去的参数都当作Object类型传递给T。

编译器判断范型方法的实际类型参数的过程称为类型推断，类型推断是相对于知觉推断的，其实现方法是一种非常复杂的过程。
根据调用泛型方法时实际传递的参数类型或返回值的类型来推断，具体规则如下：

当某个类型变量只在整个参数列表中的所有参数和返回值中的一处被应用了，那么根据调用方法时该处的实际应用类型来确定，
这很容易凭着感觉推断出来，即直接根据调用方法时传递的参数类型或返回值来决定泛型参数的类型，
例如：swap(new String[3],3,4)   ---->    static <E> void swap(E[] a, int i, int j)

当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型都对应同一种类型来确定，
这很容易凭着感觉推断出来，例如： add(3,5)   ---->     static <T> T add(T a, T b)

当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型，且没有使用返回值，
这时候取多个参数中的最大交集类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Number了，编译没问题，只是运行时出问题：
  fill(new Integer[3],3.5f)   ---->      static <T> void fill(T[] a, T v)

当某个类型变量在整个参数列表中的所有参数和返回值中的多处被应用了，如果调用方法时这多处的实际应用类型对应到了不同的类型， 并且使用返回值，
这时候优先考虑返回值的类型，例如，下面语句实际对应的类型就是Integer了，编译将报告错误，将变量x的类型改为float，对比eclipse报告的错误提示，
接着再将变量x类型改为Number，则没有了错误： int x =(3,3.5f)   ---->     static <T> T add(T a, T b)

参数类型的类型推断具有传递性，下面第一种情况推断实际参数类型为Object，编译没有问题，
而第二种情况则根据参数化的Vector类实例将类型变量直接确定为String类型，编译将出现问题：
 copy(new Integer[5],new String[5]) ---->     static <T> void copy(T[] a,T[]  b);
 copy(new Vector<String>(), new Integer[5]) ---->     static <T> void copy(Collection<T> a , T[] b);

 定义泛型类型

如果类的实例对象中的多处都用到同一个泛型参数，即这些地方引用的泛型类型要保持同一个实际类型

时，这时候就要采用泛型类型的方式进行定义，也就是类级别的泛型，语法格式如下：

        Public calss GenericDao<T>

        {

            private T Field1;

            public void save(T obj){}

            public T getByid(int  id){}

        }

类级别的泛型是根据引用该类名时指定的类型信息来参数化类型变量的，例如。如下两种方式都可以：

        GenericDao<String> dao = null;

        new GenericDao<String>();

注意：

       ● 在对泛型类型进行参数化时，类型参数的实例必须是引用类型，不能是基本类型。

      ●  当一个变量被声明为泛型时，只能被实例变量和方法调用(还有内嵌类型)，而不能被静态变量

          和静态方法调用。因为静态成员是被所有参数化的类所共享的，所以静态成员不应该有类级别的类型参数。

问题：类中只有一个方法需要使用泛型，是使用类级别的泛型，还是使用方法级别的泛型？

自定义泛型类的应用例子程序如下：
package com.heima.exam;

import java.util.Set;

//DAO(data access object)------> crud(create, read, update, delete)
public class GenericDAO<T> {
 
 private T t;

 public void add(T t) {
  
 }
 
 public T findById(int id) {
  return t;
 }
 
 public void delete(T t) {
  
 }
 
 public void delete(int id) {
  
 }
 
 public void update(T t) {
  
 }
 
 public static <T> void update2(T t) {
  
 }
 
 public Set<T> findByConditions(String where) {
  return null;
 }
}

在对泛型类型进行参数化时，类型参数的实例必须是引用类型，不能是基本类型。
当一个变量被声明为泛型时，只能被实例变量、方法和内部类调用，而不能被静态变量和静态方法调用。
因为静态成员是被所有参数化的类所共享的，所以静态成员不应该有类级别的类型参数。
不过静态方法本身可以另外定义一个泛型参数，如：public static <E> void update(E e) {}

通过反射获得泛型的实际类型参数。主要代码如下：(GenericTest类是自定义的示例类，无实际意义)

                //通过反射获取applyMethod方法。

Method applyMethod = GenericTest.class.getMethod("applyVector", Vector.class);

//用Class父类Type[]，接收参数的泛型类型(方法getGenericParameterTypes())，因参数可能有多个所以用Tpye数组。

Type[] types = applyMethod.getGenericParameterTypes();

//把Type强转成参数化类型

ParameterizedType pType = (ParameterizedType)types[0];

//的到原始类型参数:Vector

System.out.println(pType.getRawType());

//得到实际的类型参数:Date

System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[0]);

//创建一个函数方法，将v1当做这个方法的参数传递进去。

public static void applyVector(Vector<Date> v1){}

其中原理：不能通过集合对象本身获取例如:Vector<Date>    v1 = new Vector<Date>();因为编译器在编译过程中检测类型，编译过后是无法知道类型。

                只能通过反射的方法进行取得。创建一个函数方法，将v1当做这个方法的参数传递进去。