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14 泛型(Generic)

约 7991 字大约 27 分钟

2025-08-22

泛型概述

Java

生活中的例子

  • 举例1：中药店里每个抽屉外面贴着的标签

  • 举例2：超市购物架上很多瓶子，每个瓶子装的是什么，有标签

  • 举例3：家庭厨房中，各类调料的标签

泛型的引入

在Java中在声明方法时，

受以上启发，JDK1.5设计了的概念，泛型即：，这个类型参数。

举例1：

/，所以在JDK5.0之前只能把元素类型设计为Object，JDK5.0时Java引入了 （Parameterized Type）的概念，允许在创建集合时指定集合元素的类型。比如：List<String>表明该List只能保存字符串类型的对象。使用集合存储数据时，除了元素的类型不确定，其他部分是确定的（例如：关于这个元素如何保存，如何管理等）。

举例2：

java.lang.Comparablejava.util.Comparator，是用于比较对象大小的接口。这两个接口只是限定了当一个对象大于另一个对象时返回正整数，小于返回负整数，等于返回0，但并不确定是什么类型的对象比较大小。JDK5.0之前只能用Object类型表示，使用时既麻烦又不安全，因此JDK5.0给它们增加了泛型。

其中类型参数就是泛型。。

使用泛型举例

JDK5.0API。例如：JDK5.0改写了集合框架中全部接口和类、java.lang.Comparable接口、java.util.Comparator接口、Class类等，为这些接口、类增加了泛型支持，从而可以在声明变量、创建对象时传入类型实参。

使用泛型

集合中没有使用泛型时

集合中使用泛型时

Java 泛型可以保证如果程序在编译时没有发出警告，运行时就不会产生 ClassCastException 异常。即：把不安全的因素在编译期间就排除了，而不是运行期；既然通过了编译，那么类型一定是符合要求的，就避免了类型转换。 同时，代码更加简洁、健壮。把一个集合中的内容限制为一个特定的数据类型，这就是 generic 背后的核心思想。

// 泛型在List中的使用
@Test
public void test1(){
  // 举例：将学生成绩保存在ArrayList中
  // 标准写法：
  // ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  // jdk7的新特性：类型推断
  ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

  // 自动装箱
  list.add(56);
  list.add(76);
  list.add(88);
  list.add(89);
  // 当添加非Integer类型数据时，编译不通过
  // list.add("Tom"); // 编译报错

  Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
  while(iterator.hasNext()){
    // 不需要强转，直接可以获取添加时的元素的数据类型
    Integer score = iterator.next();
    System.out.println(score);
  }
}
// 泛型在Map中的使用
@Test
public void test2(){
  HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();

  map.put("Tom",67);
  map.put("Jim",56);
  map.put("Rose",88);
  // 编译不通过
  // map.put(67,"Jack");

  // 遍历key集
  Set<String> keySet = map.keySet();
  for(String str:keySet){
    System.out.println(str);
  }

  // 遍历value集
  Collection<Integer> values = map.values();
  Iterator<Integer> iterator = values.iterator();
  while(iterator.hasNext()){
    Integer value = iterator.next();
    System.out.println(value);
  }

  // 遍历entry集
  Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
  Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator1 = entrySet.iterator();
  while(iterator1.hasNext()){
    Map.Entry<String, Integer> entry = iterator1.next();
    String key = entry.getKey();
    Integer value = entry.getValue();
    System.out.println(key + ":" + value);
  }
}

练习

  • 创建一个ArrayList集合对象，并指定泛型为<Integer>
  • 添加5个[0,100)以内的整数到集合中
  • 使用foreach遍历输出5个整数
  • 使用集合的removeIf方法删除偶数，为Predicate接口指定泛型
  • 再使用Iterator迭代器输出剩下的元素，为Iterator接口指定泛型
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.function.Predicate;

public class TestNumber {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> coll = new ArrayList<Integer>();
        Random random = new Random();
        for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {
            coll.add(random.nextInt(100));
        }

        System.out.println("coll中5个随机数是：");
        for (Integer integer : coll) {
            System.out.println(integer);
        }

        // 方式1：使用集合的removeIf方法删除偶数
        coll.removeIf(new Predicate<Integer>() {
            @Override
            public boolean test(Integer integer) {
                return integer % 2 == 0;
            }
        });

        // 方式2：调用Iterator接口的remove()方法
        //Iterator<Integer> iterator1 = coll.iterator();
        //while(coll.hasNext()){
        //    Integer i = coll.next();
        //   if(i % 2 == 0){
        //       coll.remove();
        //    }
        //}

        System.out.println("coll中删除偶数后：");
        Iterator<Integer> iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Integer number = iterator.next();
            System.out.println(number);
        }

    }
}

比较器中使用泛型

举例

public class Circle{
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        super();
        this.radius = radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    public void setRadius(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Circle [radius=" + radius + "]";
    }
}
import java.util.Comparator;

class CircleComparator implements Comparator{
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        // 强制类型转换
        Circle c1 = (Circle) o1;
        Circle c2 = (Circle) o2;
        return Double.compare(c1.getRadius(), c2.getRadius());
    }
}

// 测试
public class TestNoGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        CircleComparator com = new CircleComparator();
        System.out.println(com.compare(new Circle(1), new Circle(2)));
        // 运行时异常：ClassCastException
        // System.out.println(com.compare("圆1", "圆2"));
    }
}

：

import java.util.Comparator;

class CircleComparator1 implements Comparator<Circle> {

    @Override
    public int compare(Circle o1, Circle o2) {
        // 不再需要强制类型转换，代码更简洁
        return Double.compare(o1.getRadius(), o2.getRadius());
    }
}

// 测试
public class TestHasGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        CircleComparator1 com = new CircleComparator1();
        System.out.println(com.compare(new Circle(1), new Circle(2)));
        // System.out.println(com.compare("圆1", "圆2"));
        // 编译错误，因为"圆1", "圆2"不是Circle类型，是String类型，
        // 编译器提前报错，而不是冒着风险在运行时再报错。
    }
}

相关使用说明

    • List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
  • JDK7.0有新特性，可以简写
    • List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 类型推断
    • 不能使用基本数据类型，
  • 。在使用集合时，可以具体指明泛型的类型。一旦指明，类或接口内部，凡是使用泛型参数的位置，都指定为具体的参数类型。Object

自定义泛型结构

泛型的基础说明

  1. <类型>这种语法形式就叫泛型

    • <类型>的形式称为，"类型"习惯上使用T表示，是Type的缩写。即：<T>
    • <T>，可以指定为<String> <Integer> <Circle>等
    • 类比方法的参数，可以把<T>称为，将<Circle>称为 ，有助于理解泛型
    • 这里的T，可以替换成K、V等任意字母

  2. 在哪里可以声明类型变量<T>

    • 声明类或接口时，在类名或接口名后面声明泛型类型，这样的类或接口称为：
    [修饰符] class 类名<类型变量列表> [extends 父类] [implements 接口们] {

}
//例如：
public class ArrayList<E>

[修饰符] interface 接口名<类型变量列表> [implements 接口们] {

}
//例如：
public interface Map<K,V> {
    ...
}
    • 声明方法时，在修饰符与返回值类型之间声明类型变量，声明了类型变量的方法称为：
    [修饰符] <类型变量列表> 返回值类型 方法名([形参列表])[throws 异常列表]{
    //...
}

//例如：java.util.Arrays类中的
public static <T> List<T> asList(T... a){
    ....
}

自定义或

说明

  • 在声明完自定义泛型类以后，可以在类的内部（比如：属性、方法、构造器中）使用类的泛型
  • 在创建自定义泛型类的对象时，可以指明泛型参数类型，一旦指明，内部凡是使用类的泛型参数的位置，都具体化为指定的类的泛型类型
  • ObjectObject
    • 经验：

如果在给泛型类提供子类时，子类也不确定泛型的类型，则可以继续使用泛型参数，还可以在现有的父类的泛型参数的基础上，新增泛型参数。

  • <E1,E2,E3>
  • JDK7.0开始，泛型的简化操作：ArrayList<Fruit> flist = new ArrayList<>();
  • 如果泛型结构是一个接口或抽象类，则不可创建泛型类的对象
  • new E[]E[] elements = (E[])new Object[capacity];
    • 参考：ArrayList源码中声明：Object[] elementData，而非泛型参数类型数组
  • 在类/接口上声明的泛型，在本类或本接口中即代表某种类型，但

静态方法中不能使用类的泛型：这句话的意思是，在静态方法中不能直接使用类的泛型类型参数。

例子：

// 在这个例子中，MyClass 类有一个泛型类型参数 T。
// 然而，静态方法 myStaticMethod 试图使用这个泛型类型参数 T，这是不允许的。
// 编译器会报错，因为静态方法在类加载时就已经存在，
// 而泛型类型参数 T 是在创建类的实例时才确定的。
public class MyClass<T> {
    // 类的泛型类型参数 T

    // 静态方法
    public static void myStaticMethod(T value) { // 这里会报错
        System.out.println(value);
    }
}

解释：

  • 类的泛型类型参数（如T）是在创建类的实例时才确定的
  • 静态方法在类加载时就已经存在，不需要创建类的实例就可以调用
  • 因此，静态方法不能依赖于类的泛型类型参数，因为这些参数在静态方法存在时还没有确定

举例

举例1：

class Person<T> {
    // 使用T类型定义变量
    private T info;

    // 使用T类型定义一般方法
    public T getInfo() {
        return info;
    }

    public void setInfo(T info) {
        this.info = info;
    }

    // 使用T类型定义构造器
    public Person() {}
    public Person(T info) {
        this.info = info;
    }

    // static的方法中不能声明泛型
    //public static void show(T t) {
    //
    //}
    // 不能在try-catch中使用泛型定义
    //public void test() {
        //try {
        //
        //} catch (MyException<T> ex) {
        //
        //}
    //}
}

举例2：

class Father<T1, T2> { }

// 子类不保留父类的泛型
// 1) 没有类型 擦除
class Son1 extends Father {
    // 等价于class Son extends Father<Object,Object>{
}
// 2) 具体类型
class Son2 extends Father<Integer, String> { }

// 子类保留父类的泛型
// 1) 全部保留
class Son3<T1, T2> extends Father<T1, T2> { }
// 2) 部分保留
class Son4<T2> extends Father<Integer, T2> { }

举例3：

class Father<T1, T2> { }

// 子类不保留父类的泛型
// 1) 没有类型 擦除
class Son<A, B> extends Father{
    //等价于class Son extends Father<Object,Object>{
}
// 2) 具体类型
class Son2<A, B> extends Father<Integer, String> { }

// 子类保留父类的泛型
// 1) 全部保留
class Son3<T1, T2, A, B> extends Father<T1, T2> {
}
// 2) 部分保留
class Son4<T2, A, B> extends Father<Integer, T2> {
}

练习

练习1： 声明一个学生类，该学生包含姓名、成绩，而此时学生的成绩类型不确定，为什么呢？因为，语文老师希望成绩是优秀、良好、及格、不及格，数学老师希望成绩是89.5、65.0，英语老师希望成绩是A、B、C、D、E，那么在设计这个学生类时，就可以使用泛型。

class Student<T> {
    private String name;
    private T score;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(String name, T score) {
        super();
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public T getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(T score) {
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "姓名：" + name + ", 成绩：" + score;
    }
}

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 语文老师使用时
        Student<String> stu1 = new Student<String>("张三", "良好");

        // 数学老师使用时
            // 错误，必须是引用数据类型
            // Student<double> stu2 = new Student<double>("张三", 90.5);
        Student<Double> stu2 = new Student<Double>("张三", 90.5);

        // 英语老师使用时
        Student<Character> stu3 = new Student<Character>("张三", 'C');

        // 错误的指定
        // Student<Object> stu = new Student<String>();//错误的
    }
}

练习2：
定义个泛型类DAO<T>，在其中定义一个Map成员变量，Map的键为String类型，值为T类型。

  • 分别创建以下方法：
    • public void save(String id,T entity)：保存T类型的对象到Map成员变量中
    • public T get(String id)：从map中获取id对应的对象
    • public void update(String id,T entity)：替换map中key为id的内容
    • public List<T> list()：返回map中存放的所有T 对象
    • public void delete(String id)：删除指定id对象
  • 定义一个User类：
    • 包含：private成员变量：（int类型）id、age，（String类型）name
  • 定义一个测试类：
    • 创建DAO对象，调用save、get、update、list、delete方法操作User对象
  • 使用Junit单元测试类进行测试
public class DAO<T> {
    private Map<String,T> map ;

    {
        map = new HashMap<String,T>();
    }

    // 保存 T 类型的对象到 map 成员变量中
    public void save(String id, T entity) {
        if(!map.containsKey(id)){
            map.put(id,entity);
        }
    }

    // 从 map 中获取 id 对应的对象
    public T get(String id){
        return map.get(id);
    }

    // 替换 map 中key为id的内容,改为 entity 对象
    public void update(String id,T entity){
        if(map.containsKey(id)){
            map.put(id,entity);
        }
    }

    // 返回 map 中存放的所有 T 对象
    public List<T> list(){
        // 错误的：
//        Collection<T> values = map.values();
//        System.out.println(values.getClass());
//        return (List<T>) values;
        // 正确的方式1：
//        ArrayList<T> list = new ArrayList<>();
//        Collection<T> values = map.values();
//        list.addAll(values);
//        return list;
        // 正确的方式2：
        Collection<T> values = map.values();
        ArrayList<T> list = new ArrayList<>(values);
        return list;
    }

    //删除指定 id 对象
    public void delete(String id){
        map.remove(id);
    }
}
import java.util.Objects;

public class User {
    private int id;
    private int age;
    private String name;

    public User() {
    }

    public User(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return id == user.id && age == user.age && Objects.equals(name, user.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(id, age, name);
    }
}
import java.util.List;

public class DAOTest {
    public static void main(String[] args) {
        DAO<User> dao = new DAO<>();

        dao.save("1001",new User(1,34,"曹操"));
        dao.save("1002",new User(2,33,"刘备"));
        dao.save("1003",new User(3,24,"孙权"));

        dao.update("1002",new User(2,23,"刘禅"));

        dao.delete("1003");

        List<User> list = dao.list();
        for(User u : list){
            System.out.println(u);
        }
    }
}

自定义

<泛型参数><泛型参数>

说明

  • ：
[访问权限] <泛型> 返回值类型 方法名([泛型标识 参数名称]) [抛出的异常] {
    ...
}
  • 方法也可以被泛型化，与其所在的类是否是泛型类没有关系
  • 泛型方法中的泛型参数在方法被调用时确定
  • static
      • 泛型方法可以有自己的类型参数（如：<E>

举例

举例1：

// 泛型方法
public class DAO {
    public <E> E get(int id, E e) {
        E result = null;
        return result;
    }
}

举例2：

// 静态泛型方法
public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a, Collection<T> c) {
    for (T o : a) {
        c.add(o);
    }
}

// 测试
public static void main(String[] args) {

    Object[] ao = new Object[100];
    Collection<Object> co = new ArrayList<Object>();
    fromArrayToCollection(ao, co);

    String[] sa = new String[20];
    Collection<String> cs = new ArrayList<>();
    fromArrayToCollection(sa, cs);

    Collection<Double> cd = new ArrayList<>();
    // 下面代码中T是Double类，但sa是String类型，编译错误。
    // fromArrayToCollection(sa, cd);
    // 下面代码中T是Object类型，sa是String类型，可以赋值成功。
    fromArrayToCollection(sa, co);
}

举例3：

class MyArrays {
    public static <T> void sort(T[] arr){
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length-i; j++) {
                if(((Comparable<T>)arr[j]).compareTo(arr[j+1])>0){
                    T temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

public class MyArraysTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3,2,5,1,4};
        // 错误的，因为int[]不是对象数组
        // MyArrays.sort(arr);

        String[] strings = {"hello","java","song"};
        MyArrays.sort(strings);
        System.out.println(Arrays.toString(strings));

        Circle[] circles = {new Circle(2.0),new Circle(1.2),new Circle(3.0)};
        // 编译通过，运行报错，因为Circle没有实现Comparable接口
        MyArrays.sort(circles);
    }
}

练习

练习1：编写一个泛型方法，

public static <E> void method1( E[] e,int a,int b)

public class Exer01 {

    // 编写一个泛型方法，实现任意引用类型数组指定位置元素交换
    public static <E> void method( E[] arr,int a,int b){
        E temp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = temp;
    }

    @Test
    public void testMethod(){
        Integer[] arr = new Integer[]{10,20,30,40};
        method(arr,2,3);
        for(Integer i : arr){
            System.out.println(i);
        }
    }
}

练习2：编写一个泛型方法，

public static <E> void method2( E[] e)

public class Exer01 {

    // 编写一个泛型方法，接收一个任意引用类型的数组，并反转数组中的所有元素
    public static <E> void method1( E[] arr){
        for(int min = 0,max = arr.length - 1;min < max; min++,max--){
            E temp = arr[min];
            arr[min] = arr[max];
            arr[max] = temp;
        }
    }

    @Test
    public void testMethod1(){
        Integer[] arr = new Integer[]{10,20,30,40};
        method1(arr);
        for(Integer i : arr){
            System.out.println(i);
        }
    }
}

泛型在继承上的体现

BAGG<B>G<A>

比如：String是Object的子类，但是List<String>并不是List<Object>的子类。

public void testGenericAndSubClass() {
    Person[] persons = null;
    Man[] mans = null;

    // Person[] 是 Man[] 的父类
    persons = mans;
    Person p = mans[0];

    // 在泛型的集合上
    List<Person> personList = null;
    List<Man> manList = null;
    //personList = manList;(报错)
}

思考：对比如下两段代码有何不同

  • 片段1
public void printCollection(Collection c) {
    Iterator i = c.iterator();
    for (int k = 0; k < c.size(); k++) {
        System.out.println(i.next());
    }
}
  • 片段2
public void printCollection(Collection<Object> c) {
    for (Object e : c) {
        System.out.println(e);
    }
}
  • 1Collection
  • 2Collection<Object>

泛型擦除和类型安全

  • 泛型擦除：
    • Java的泛型在编译时会进行类型擦除，这意味着泛型类型信息在运行时会被擦除。
      • 例如：List<String>在运行时会被擦除为List
  • 类型安全：
    • 泛型的主要目的是提供类型安全。通过使用泛型，编译器可以在编译时检查类型，确保只能向泛型集合中添加正确类型的对象

显示声明泛型参数

当显示声明泛型参数时，编译器会进行严格的类型检查，确保只能向泛型集合中添加正确类型的对象。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
// 编译器会检查类型，确保只能添加 String
list.add("Hello");

在这种情况下，编译器会在编译时检查类型，确保只能向List<String>中添加String类型的对象。如果尝试添加其他类型的对象，编译器会报错：

// 编译器会报错，因为 123 不是 String 类型
list.add(123);

不显示声明泛型参数

如果不显示声明泛型参数，而是使用原始类型，例如：List，编译器不会进行类型检查，这意味着可以向集合中添加任何类型的对象。例如：

List list = new ArrayList();
// 可以添加 String
list.add("Hello");
// 也可以添加 Integer
list.add(123);

在这种情况下，编译器不会进行类型检查，可以向集合中添加任何类型的对象。这可能会导致运行时类型转换异常：

// 运行时会抛出 ClassCastException，因为 list.get(1) 是 Integer 类型
String str = (String) list.get(1);

总结

  • ：编译器会在编译时进行严格的类型检查，确保只能向泛型集合中添加正确类型的对象。这可以避免运行时类型转换异常
  • ：编译器不会进行类型检查，可以向集合中添加任何类型的对象。这可能会导致运行时类型转换异常

通配符的使用

Comparator<T><T>?

通配符的理解

使用类型通配符：?，比如：List<?>、Map<?,?>

List<?>List<String>List<Object>List

通配符的读与写

写操作

Collection<?> c = new ArrayList();
// 编译时错误
// c.add(new Object());

因为不知道c的元素类型，不能向其中添加对象。add方法有类型参数E作为集合的元素类型。传给add的任何参数都必须是一个未知类型的子类。因为不知道那是什么类型，所以无法传任何东西进去。唯一可以插入的元素是null，因为它是所有引用类型的默认值。

读操作

List<?>listlistObject

举例1：

public class TestWildcard {
    public static void m4(Collection<?> coll){
        for (Object o : coll) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

举例2：

public static void main(String[] args) {
    List<?> list = null;
    list = new ArrayList<String>();
    list = new ArrayList<Double>();
    // list.add(3);//编译不通过
    list.add(null);

    List<String> l1 = new ArrayList<String>();
    List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
    l1.add("尚硅谷");
    l2.add(15);
    read(l1);
    read(l2);
}

public static void read(List<?> list) {
    for (Object o : list) {
        System.out.println(o);
    }
}

使用注意点

  • 注意点1：<>?（）
public static <?> void test(ArrayList<?> list){ }
  • 注意点2：（）
class GenericTypeClass<?>{ }
  • 注意点3：，右边属于创建集合对象（）
ArrayList<?> list2 = new ArrayList<?>();

  • <?>
  • 通配符：<? extends 类 / 接口>
    • 使用时指定的类型必须是 ，即：<=
  • 通配符：<? super 类 / 接口>
    • 使用时指定的类型必须是 ，即：>=
  • 说明：
 <? extends Number>     //(无穷小 , Number]
 //只允许泛型为Number及Number子类的引用调用

 <? super Number>      //[Number , 无穷大)
 //只允许泛型为Number及Number父类的引用调用

 <? extends Comparable>
 //只允许泛型为实现Comparable接口的实现类的引用调用

举例1

 class Creature { }
 class Person extends Creature { }
 class Man extends Person { }

 class PersonTest {
     public static <T extends Person> void test(T t){
         System.out.println(t);
     }

     public static void main(String[] args) {
         test(new Person());
         test(new Man());
         //The method test(T) in the type PersonTest is not
         //applicable for the arguments (Creature)
         test(new Creature());
     }
 }

举例2

 public static void main(String[] args) {
     Collection<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
     Collection<String> list2 = new ArrayList<String>();
     Collection<Number> list3 = new ArrayList<Number>();
     Collection<Object> list4 = new ArrayList<Object>();

     getElement1(list1);
     getElement1(list2);//报错
     getElement1(list3);
     getElement1(list4);//报错

     getElement2(list1);//报错
     getElement2(list2);//报错
     getElement2(list3);
     getElement2(list4);

 }

 // 泛型的上限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的子类
 public static void getElement1(Collection<? extends Number> coll){ }

 // 泛型的下限：此时的泛型?，必须是Number类型或者Number类型的父类
 public static void getElement2(Collection<? super Number> coll){ }

举例3

 public static void printCollection1(Collection<? extends Person> coll) {
     // Iterator只能用Iterator<?>或Iterator<? extends Person>
     Iterator<?> iterator = coll.iterator();
     while (iterator.hasNext()) {
         Person per = iterator.next();
         System.out.println(per);
     }
 }

 public static void printCollection2(Collection<? super Person> coll) {
     // Iterator只能用Iterator<?>或Iterator<? super Person>
     Iterator<?> iterator = coll.iterator();
     while (iterator.hasNext()) {
         Object obj = iterator.next();
         System.out.println(obj);
     }
 }

举例4

这两个测试案例展示了Java泛型中的两个重要概念：? extends T和? super T，它们分别表示上界通配符和下界通配符。

  1. ? extends T
    ? extends T表示类型参数是T或T的子类。这种通配符用于读取操作，但不允许写入操作（除了null）
@Test
public void test1(){
    List<Person> list2 = new ArrayList<Person>();
    List<? extends Person> list4 = null;

    list2.add(new Person());
    list4 = list2;

    // 读取：可以读
    Person p1 = list4.get(0);

    // 写入：除了 null 之外，不能写入
    list4.add(null);
    // list4.add(new Person()); // 编译错误
    // list4.add(new Student()); // 编译错误
}

解释：

  • 读取操作：list4是List<? extends Person>类型，表示它可以包含Person或Person的子类。因此，可以从list4中读取元素，并将其赋值给Person类型的变量。
  • 写入操作：由于list4的类型是? extends Person，编译器无法确定具体的类型（可能是Person、Student或其他Person的子类）。因此，不允许向list4中添加任何非null的元素，以避免类型不匹配。
  1. ? super T
    ? super T表示类型参数是T或T的父类。这种通配符用于写入操作，但读取操作只能返回Object类型。
@Test
public void test2(){
    List<Person> list2 = new ArrayList<Person>();
    List<? super Person> list5 = null;

    list2.add(new Person());
    list5 = list2;

    // 读取：可以实现，但只能返回 Object 类型
    Object obj = list5.get(0);

    // 写入：可以写入 Person 及 Person 子类的对象
    list5.add(new Person());
    list5.add(new Student());
}

解释：

  • 读取操作：list5是List<? super Person>类型，表示它可以包含Person或Person的父类。由于无法确定具体的父类类型，因此读取操作只能返回Object类型。
  • 写入操作：由于list5的类型是? super Person，编译器知道它可以包含Person或Person的父类。因此，可以向list5中添加Person或Person的子类对象，因为这些对象都可以赋值给Person或其父类。

泛型应用举例

举例1：

public static void main(String[] args) {
    HashMap<String, ArrayList<Citizen>> map = new HashMap<String, ArrayList<Citizen>>();
    ArrayList<Citizen> list = new ArrayList<Citizen>();
    list.add(new Citizen("赵又廷"));
    list.add(new Citizen("高圆圆"));
    list.add(new Citizen("瑞亚"));
    map.put("赵又廷", list);

    Set<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> entrySet = map.entrySet();
    Iterator<Entry<String, ArrayList<Citizen>>> iterator = entrySet.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Entry<String, ArrayList<Citizen>> entry = iterator.next();
        String key = entry.getKey();
        ArrayList<Citizen> value = entry.getValue();
        System.out.println("户主：" + key);
        System.out.println("家庭成员：" + value);
    }
}

举例2：

用户在设计类的时候往往会使用类的关联关系，例如：一个人中可以定义一个信息的属性，但是一个人可能有各种各样的信息（如：联系方式、基本信息等），所以此信息属性的类型就可以通过泛型进行声明，然后只要设计相应的信息类即可。

// 只有此接口的子类才是表示人的信息
interface Info{
}

// 表示联系方式
class Contact implements Info{
    // 联系地址
    private String address ;
    // 联系方式
    private String telephone ;
    // 邮政编码
    private String zipcode ;

    public Contact(String address,String telephone,String zipcode){
        this.address = address;
        this.telephone = telephone;
        this.zipcode = zipcode;
    }

    public void setAddress(String address){
        this.address = address ;
    }

    public void setTelephone(String telephone){
        this.telephone = telephone ;
    }

    public void setZipcode(String zipcode){
        this.zipcode = zipcode;
    }

    public String getAddress(){
        return this.address ;
    }

    public String getTelephone(){
        return this.telephone ;
    }

    public String getZipcode(){
        return this.zipcode;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Contact [address=" + address + ", telephone=" + telephone
                + ", zipcode=" + zipcode + "]";
    }
}

class Introduction implements Info{
    // 姓名
    private String name ;
    // 性别
    private String sex ;
    // 年龄
    private int age ;

    public Introduction(String name,String sex,int age){
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name){
        this.name = name ;
    }

    public void setSex(String sex){
        this.sex = sex ;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age ;
    }

    public String getName(){
        return this.name ;
    }

    public String getSex(){
        return this.sex ;
    }

    public int getAge(){
        return this.age ;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Introduction [name=" + name + ", sex=" + sex + ", age=" + age
                + "]";
    }
}

class Person<T extends Info>{
    private T info ;

    // 通过构造器设置信息属性内容
    public Person(T info){
        this.info = info;
    }

    public void setInfo(T info){
        this.info = info ;
    }

    public T getInfo(){
        return info ;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person [info=" + info + "]";
    }
}

public class GenericPerson{
    public static void main(String args[]){
        // 声明Person对象
        Person<Contact> per = null ;
        per = new Person<Contact>(new Contact("北京市","01088888888","102206")) ;
        System.out.println(per);

        // 声明Person对象
        Person<Introduction> per2 = null ;
        per2 = new Person<Introduction>(new Introduction("李雷","男",24));
        System.out.println(per2) ;
    }
}

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