Java泛型及类型校验

泛型是什么

泛型（Generics）是编程语言中的一种类型参数化机制，它允许在定义类、接口或方法时使用类型参数 。这些类型参数可以在实际使用时被具体的类型所替换，从而实现代码的复用性和灵活性。通过泛型，可以编写更加通用的组件，同时保持类型安全。

引入

在实际的需求中，我们可能会遇见需要接收一个参数但是参数的类型不能确定，最简单的方法就是定义多个类型成员变量，但随着接收参数的类型增加，去类中创建多个成员变量就会显得很麻烦，比如：当data变量可能为整型、浮点型、布尔型、字符型、字符串型的任何一种，总不能都去创建一个该类型的data成员变量吧，这时候就需要使用泛型了

泛型的应用

泛型在类中的应用

如下方代码所示，我们使用了<T>给该类指定了一个需要接收的参数，这个参数实际上要接收的是一个类型值。这就是泛型参数，而后面的属性的类型，方法参数的类型就是由参数T来决定的：

java 复制代码

package com.generic;
//public class Box{  
public class Box<T>{

    // private int data;  
    private T data;  
    // private String data;


    //public void setData(int data) {  
    //      this.data = data;        }

    public void setData(T data) {  
            this.data = data;  
    }  

    //public int getData() {  
    //  return data;  
    //}  
    public T getData() {  
        System.out.println("data类型是:" + this.data.getClass());    
        return data;  
    }  
}

我们在GenericMain类中使用Box类，我们先指定Box的类型，在创建Box的对象，如下方代码所示:

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public class GenericMain {  
    public static void main(String[] args){  
        Box <boxInter> = new Box<>();  
        boxInter.setData(9);

        Box<String> boxString = new Box<>();  
        boxString.setData("Hello World");

        //测试用例：
        int data = boxInter.getData();  
        System.out.println("data的值是:" + data); 
        String dataStr = boxString.getData();   
        System.out.println("data的值是" + dataStr); 
        //输出案例：  

        //data类型是:class java.lang.Integer  
        //data的值是:9
        //data类型是:class java.lang.String  
        //data的值是Hello World  
     }
}

拓展：实际上我们平时使用的ArrayList容器就是利用率泛型来成为不同类型的容器，即为先指定类型后创建与类型匹配的对象 ，可以按住ctrl+右击查看ArrayList的源码，会发现实际上ArrayList的源码中也有一个泛型参数<E>

java 复制代码

//ArrayList的源码开头 
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>{  ...

泛型在接口的应用(多态--类型校验)

可以创建一个接口，该接口用于实现，根据不同的类型，进行不同的输出，如下方代码所示：
- 创建一个拥有泛型参数的接口，在接口中创建一个抽象方法
- 抽象方法中指定传入参数的类型由泛型决定

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public interface Printtable<T> {  
    void print(T data);  
}

创建实现接口的类

先创建一个指定类型为Integer的类

java 复制代码

package com.generic;  
//定义类来实现接口  
//public class IntegerPrinttable implements Printtable{
//我们还需要指定处理泛型中的哪种类型，这样写的好处是java会帮我们做类型检查，
//使用接口的对象的泛型该实现类的泛型是否匹配  
public class IntegerPrinttable implements Printtable<Integer>{  

    // @Override  
    // public void print(Object data) { }

    @Override  
    public void print(Integer data) {  
        System.out.println("我被用于指定输出Interger类型的参数" + data);  
        // 提供接口中的抽象方法的具体实现  
    }  
}

创建一个类来实现接口，指定类型为String

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package com.generic;
//定义类来实现接口  
public class StringPrinttable implements Printtable<String>{  
    // 提供接口中的抽象方法的具体实现  
    @Override  
    public void print(String data) {  
        System.out.println("我被用于指定输出String类型的参数" + data);
    }  
}

在Box类中使用接口

为了使用接口，可以先创建一个接口的引用private Printtable<T> printtable;
创建一个使用该接口的方法printData(直接调用接口的引用拿到的对象中的print方法);
最后我们写一个Box的构造方法，形式参数为Printtable<T> printtable，即为接口的引用，但需注意的是，这里的目的不是传入接口对象（接口本身也不能实例化为对象），而是利用向上转型（父类持有子类对象）持有实现类的对象，利用向上转型的特性，实现多态

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public class Box<T>{  
    private T data;  
    private Printtable<T> printtable;  
    //在类中将接口声明，可以看为，我们需要在这个类中使用该接口的实现
    public Box(Printtable<T> printtable) {  
        this.printtable = printtable; 
        //这里传入实现了printtable接口类的对象，这里实际上是向上转型  
        //这里的目的实际上就是在使用print方法时通过接口选择那种print方法  
    }      
    public void setData(T data) {  
        this.data = data;  
    }  

    public T getData() {  
        System.out.println("data类型是:" + this.data.getClass());  
        System.out.println(this.data);  
        return data;  
    }  

    public void  printData() {  
        printtable.print(this.data);
        //这里我们使用实现了接口的类的对象中的方法  
    }
}

在主类GenericMain中进行测试

在Box类中我们写了构造方法要求像传入一个接口实现类的对象，至于具体传入哪个则是根据Box对象选择了泛型的哪一种来决定的
之后就可以调用box中的方法了
我们分别调用boxInter.printData(); boxString.printData();，printData会根据父类接口持有的类对象，匹配实现接口的子类的对象中的方法

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public class GenericMain {  
    public static void main(String[] args){  
    //创建容器容器中添加元素  
    Box<Integer> boxInter = new Box<>(new IntegerPrinttable());  
    boxInter.setData(9);

    //创建容器容器中添加元素
    Box<String> boxString = new Box<>(new StringPrinttable());  
    boxString.setData("Hello World");  

    //测试用例：  
    boxInter.printData();  
    boxString.printData();  
    //输出案例：  
    /*   
    我被用于指定输出Interger类型的参数9
        我被用于指定输出String类型的参数Hello World
    */    
    }
}

泛型在接口中的应用的例子中，即体现了面向对象的多态特性，又体现了泛型能够进行类型校验的功能，在创建box对象的时候，使用的先指定类型，后创建与指定类型匹配的对象
- 在上面的例子中，我们可以试着创建不匹配指定泛型的接口实现类对象，可以发现因为类型不匹配ide给我们标红报错了
- 因为我们本应给Printtable<String> printtable赋值public class StringPrinttable implements Printtable<String>,即为父类接口未持有匹配的子实现类

泛型在方法中的应用

创建一个方法，如下方代码所示

java 复制代码

public static<T> void printList(ArrayList<T> list){  
    for(T data:list){  
        System.out.println(data);  
    }  
}

调用方法，如下方代码所示
- 在这里不需要给public static<T> void printList(ArrayList<T> list)传单独的类型给泛型，因为在printList方法的原型中只要求传入ArrayList的对象，而对象中就已经指定了泛型的类型了

java 复制代码

public static void main(String[] args){  
        //列表泛型方法测试用例是  
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();  
        list.add(9);  
        list.add(8);  
        list.add(7);  
        printList(list);
        //这里String会被当作泛型T的值直接传入
}