《回爐重造》——泛型
泛型
前言
以前學習到「泛型」的時候，只是淺淺的知道可以限制型別，並沒有更深入理解，可以說基礎的也沒理解到位，只是浮於表面，所以，現在回爐重造，重學泛型！打好基礎！
什麼是泛型？
泛型（Generic），Generic 的意思有「一般化的，通用的」。
是 JDK 5 中引入的新特性，它提供編譯時的型別安全檢測，允許我們在編譯時檢測到非法的資料型別，本質是 引數化型別。
這裡還涉及到一個詞「引數化型別」。什麼意思呢？
意思就是：把型別引數化（只能感慨中國文化博大精深），即我們可以把型別作為引數，換句話說，就是所操作的資料型別被指定為一個引數。
說到引數，我們也熟悉，你看，方法上的形參、呼叫方法時的實參，這些都是引數，對吧。
同理，型別，即 Java 中的各種基本的參照型別，當然包含你自己定義的型別，說白了就是各種類（Class），類可以作為引數，就是上面講的把型別作為引數（好吧，好像講了一堆廢話）。這又涉及到一個詞，即「型別引數」。
我們可以看看 ArrayList 的原始碼，如下：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
...
}
ArrayList<E> 中的 <E>，這裡的 E 可以說是一個「型別形參」。
而我們寫 ArrayList<String> list = new ArrayList<>() 的時候，給 ArrayList 這個集合指定了一個具體的型別 String ，形參 E 傳入的實參就是 String，也就是說 String 是一個「型別實參」。
簡而言之：
ArrayList<E> 中的 E 稱為 型別形參；ArrayList<String> 中的 String 稱為 型別實參。這兩個合起來，就是上面提到的「型別引數」。
為什麼會有泛型的出現？
泛型和集合有千絲萬縷的關係，我們現在用集合，也是使用「泛型集合」。
List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 泛型集合
當然，我們一開始學習的時候，並沒有用到泛型，即非泛型集合。
List list = new ArrayList(); // 非泛型集合
在以前沒有泛型的情況下，我們看看會出現什麼問題。預設 ArrayList 集合中儲存的元素型別是 Object ，這樣很好，Java 中任何型別的終極父類別就是 Object，什麼型別的資料都能儲存到這個集合中。
比如我可以這樣操作（經典案例）：
List list = new ArrayList(); // 非泛型集合
list.add("Hello World!"); // 儲存 String 型別
list.add(23); // 儲存 int 型別，這裡會自動裝箱為 Integer 型別
list.add(true); // 儲存 Boolean 型別
for (Object o : list) { // 用 Object 接收，合情合理
System.out.println(o);
}
我們儲存資料之後，後續肯定需要使用它，就需要從集合中取出來，而取出來進一步操作是需要明確具體的資料型別，那麼就需要進行強制型別轉換。
for (Object o : list) {
String s = (String) o; // 強制型別轉換
// 後續操作...
}
此時程式碼並不會報錯，編譯也不會有問題，直到我們執行時，就會出現異常——ClassCastException。
這也是必然的，畢竟我們的集合中還有其他型別的資料，其他型別的資料，再怎樣強制型別轉換也不可能轉成 String 型別，也就會出現異常了。
看到這裡，估計有小夥伴要問了，我一個一個強制轉換不行嗎？我知道儲存的是什麼資料，到時直接獲取相對應的資料進行強轉就行了啊。是，沒錯，你可以一個一個強轉，數量少的情況下是可以，但是你數量很多的情況下呢？你怎麼辦？
所以，泛型出現了，它可以限制下我們在編譯期的型別，保證型別是安全的，即執行時不會發生異常的。
List<String> list = new ArrayList<>(); // 泛型集合
list.add("Hello World!"); // 儲存 String 型別
list.add("23");
list.add("Coding Coding");
for (String s : list) { // 用 String 接收
System.out.println(s);
// 後續操作...
}
看到這裡的小夥伴，可能有這麼一個疑惑：那這樣為什麼不直接使用一個 String 陣列呢？這個問題問得好。
陣列確實能夠儲存同一個資料型別的資料，但是對於想無限制儲存元素時，陣列就有它的缺點，陣列長度是固定不可變。總而言之，陣列使用起來不方便，所以才有集合的出現，而集合又因為有這種問題，進而出現泛型集合。
這裡使用了泛型，那麼我們在 add() 的時候，編譯期間就會對新增的元素進行型別檢查，而且在獲取集合元素的時候，也不需要強制型別轉換了，直接用指定的型別接收就行了。
使用泛型有什麼好處？
- 無需強制型別轉換（集合、反射）
- 增加程式碼可讀性，我們可以通過泛型，知道現在操作的是什麼資料型別。一句話，給人看的。
- 程式碼複用，可以根據不同情況傳入不同的資料型別，進行不同的操作。
泛型類
定義語法：
class 類名<萬用字元,萬用字元,萬用字元...> {
private 萬用字元 變數名;
...
}
萬用字元：T、E、K、V，也就是上面說的型別形參。（這裡的萬用字元，也有人稱為泛型標識）
使用語法：
類名<具體的資料型別> 物件名 = new 類名<具體的資料型別>();
類名<具體的資料型別> 物件名 = new 類名<>(); // JDK 7 開始可以省略，人們稱為 菱形語法
舉個栗子：
/**
定義泛型類
*/
public class Generic<T> {
private T variable;
public void setVariable(T variable) {
return this.variable = variable;
}
public T getVariable() {
return variable;
}
}
測試
Generic<String> g = new Generic<>(); // 指定泛型為 String
g.setVariable("god23bin"); // 正常
g.setVariable(23); // 提示錯誤，因為這裡是 int 型
String var = g.getVariable();
需要注意的點：
-
你使用泛型類時，沒有指定資料型別，那麼將預設為 Object 型別
-
泛型的型別引數，只能是參照資料型別，不支援基本資料型別。
-
泛型在邏輯上，你操作的是不同的資料型別，但是實際上，還是同樣的型別（比如上面例子中的 Generic 類，泛型指定不同的資料型別，邏輯上是不同的，但是實際上還是 Generic 型別，這裡就涉及到「型別擦除」）
-
如果有繼承：
// 子類如果需要是泛型類，那麼其型別引數需要包含父類別的型別引數
class ChildGeneric<T> extends Generic<T> {} // OK
class ChildGeneric<T, E> extends Generic<T> {} // OK
// 子類不是泛型類，那麼父類別的型別引數需要明確
class ChildGeneric extends Generic<String> {}
泛型介面
定義語法：
interface 介面名 <萬用字元,萬用字元,萬用字元...> {
萬用字元 方法名();
...
}
使用語法：
// 介面實現類是泛型類，那麼實現類的型別引數需要包含介面的型別引數
class Demo<T> implements Generic<T> {} // OK
class Demo<T, E> implements Generic<T> {} // OK
// 介面實現類不是泛型類，那麼介面型別引數需要明確
class Demo implements Generic<String> {}
泛型方法
之前是在類和介面上定義了泛型，然而有時候，我們並不需要整個類都定義型別，只需要其中某一個方法定義泛型，只關心這一個方法，這時就可以使用把泛型定義在方法上，這樣呼叫泛型方法的時候，才指定具體的型別引數。
定義語法：
存取修飾符 <萬用字元,萬用字元,萬用字元...> 返回值型別 方法名(形參列表) {
// 方法體
}
舉個栗子：
public <T, E> void getGeneric() {
// 方法體
}
public <T, E> void getGeneric(Game<T> game) {
// 方法體
}
這裡需要注意的是，泛型方法和泛型類中使用了泛型的普通的方法是不一樣的。
// 這是泛型類中使用了泛型的普通的方法
public T getVariable() {
return variable;
}
// 這是泛型方法，只有定義了 <T,...> 的方法才是泛型方法
public <T, E> void getGeneric() {
// 方法體
}
而且，如果你在泛型類中定義了泛型方法，那麼泛型方法中的 <T,...> 型別形參和泛型類上的型別形參是不一樣的，是相互獨立的。還有，泛型方法可以定義成靜態的，還沒完，泛型方法還可以結合可變引數。
舉個栗子：
/**
定義泛型類
*/
public class Generic<T> {
private T variable;
public void setVariable(T variable) {
return this.variable = variable;
}
public T getVariable() {
return variable;
}
// 泛型方法，這裡的T和類上的T不是同一個T
public <T> T getGeneric(List<T> list) {
return list.get(0);
}
// 靜態的泛型方法
public static <T> T getGenericStatic(List<T> list) {
return list.get(0);
}
// 結合可變引數的泛型方法
public static <E> void print(E... e) {
// 這裡的引數可以當作陣列進行遍歷
for (E elem : e) {
System.out.println(elem);
}
}
}
萬用字元之問號
之前出現的 T,E,K,V 這些，也都是萬用字元，不過，這些萬用字元是屬於型別形參的萬用字元。那麼型別實參的萬用字元呢？這就來啦！型別實參萬用字元：?。沒錯，你沒看錯，就是一個問號。
型別實參的萬用字元是使用 ? 來代表具體的型別實參的，代表任意型別。
舉個例子：
public class Generic<T> {
...
public static void showGame(Games<String> games) { // 要求Games指定的型別為String
String one = games.getOne();
System.out.println(one);
}
}
上面要求 Games 指定的型別為 String。那麼我們這樣操作：
Generic<String> g = new Generic<>();
Games<String> games = new Games();
g.showGame(games); // OK
Games<Integer> games2 = new Games();
g.showGame(games2); // Error，因為指定了為String
所以使用 ? 萬用字元
public class Generic<T> {
...
public static void showGame(Games<?> games) { // 使用型別實參萬用字元 ?
String one = games.getOne();
System.out.println(one);
}
}
萬用字元上下限
型別萬用字元的上下限，有的地方也稱為上下界，還有稱限定萬用字元的，意思都一樣。
上限語法：
類/介面<? extends 實參型別>
這裡的 extends 可以這樣理解，<? extends A> ，使用的時候，我們傳入的實參型別需要小於等於A類，即需要是A的子類或A本身，這樣就限制了萬用字元的上限了，你最高只能是A類。
下限語法：
類/介面<? super 實參型別>
這裡的 super 可以這樣理解，<? super A> ，使用的時候，我們傳入的實參型別需要大於等於A類，即需要是A的父類別或A本身，這樣就限制了萬用字元的下限了，你最低只能是A類。
舉個例子，這裡有 A、B、C 三個類，A 是 B 的父類別，B 是 C 的父類別。
public class Demo {
public static upperLimit(List<? extends B> list) { // 型別實參萬用字元上限為B類
// ...
}
public static lowerLimit(List<? super B> list) { // 型別實參萬用字元下限為B類
// ...
}
}
呼叫這個方法
List<A> l1 = new ArrayList<>();
List<B> l2 = new ArrayList<>();
List<C> l3 = new ArrayList<>();
Demo.upperLimit(l1); // Error，這裡傳入 l1，而上面搞了萬用字元上限，超過了B類，比B類還上
Demo.upperLimit(l2); // OK
Demo.upperLimit(l3); // OK
Demo.lowerLimit(l1); // OK
Demo.lowerLimit(l2); // OK
Demo.lowerLimit(l3); // Error，同理，比B類還下，自然錯誤，需要比B類上，超過B類才行
需要注意的是，你搞了萬用字元的上限，在集合中，那麼是隻能用來讀取資料，而不能用來儲存資料，這該怎麼理解呢？
public class Demo {
public static upperLimit(List<? extends B> list) { // 型別實參萬用字元上限為B類
list.add(new B()); // Error
list.add(new C()); // Error
// 因為我們使用上限萬用字元，不知道傳入進來的 List 是什麼型別的，可能是List<B>，可能是List<C>
// 所以是不能進行儲存資料的
}
public static lowerLimit(List<? super B> list) { // 型別實參萬用字元下限為B類
// ...
}
}
那麼下限呢？放心，下限沒有這個問題，可以儲存資料。
public class Demo {
public static upperLimit(List<? extends B> list) { // 型別實參萬用字元上限為B類
// ...
}
public static lowerLimit(List<? super B> list) { // 型別實參萬用字元下限為B類
list.add(new B());
list.add(new C());
// 因為下限萬用字元，只限定了下限，但是上限是沒有限制的，也就是說可以看成上限就是 Object
// 上限是 Object，那麼任何類都預設繼承 Object，那麼自然可以新增 C 型別的資料
// 也就是儲存資料的型別是沒有限制的。
for (Object o : list) {
System.out.println(o);
}
}
}
型別擦除
泛型的限制，只在編譯期存在，一旦在執行了，那麼便消失了，即型別被擦除了。
有兩種情況：
- 無限制型別擦除
- 有限制型別擦除
無限制：
有限制：
泛型方法上的型別擦除也是同理。還有一個知識點就是，在泛型介面的型別擦除中，會出現一個「橋接方法」，主要是保持介面和類的實現關係。
以上，就是泛型的基本內容了。
面試題
開始回顧八股文！！！
Java 泛型是什麼？常用的萬用字元有哪些？
泛型（Generics）是 JDK5 中引入的一個新特性，它提供了編譯時型別安全檢測的機制。這個機制可以在編譯時就檢測到非法的資料型別。本質是一個引數化型別，就是所操作的資料型別可以被指定為一個特定的引數型別。
常用的萬用字元有 T（Type）、K（Key）、V（Value）、E（Element）、？（未知型別）
Java 的泛型是如何工作的 ? 什麼是型別擦除？（泛型擦除是什麼？）
Java 的泛型是偽泛型，因為在 Java 執行期間，這些泛型資訊都會被擦掉，就是所謂的型別擦除（泛型擦除）。
什麼是泛型中的限定萬用字元和非限定萬用字元？
限定萬用字元，顧名思義，就是對型別進行限定，Java 中有兩種限定萬用字元。
一種是 < ? extends T >，它通過確保型別必須是T的子類來限定上界，即型別必須為T型別或者T子類
另一種是< ? super T >，它通過確保型別必須是T的父類別來限定下屆，即型別必須為T型別或者T的父類別
< ? > 表示了非限定萬用字元，因為 < ? > 可以用任意型別來替代。
你的專案中哪裡用到了泛型？
- 可用於定義通用返回結果類
CommonResult通過引數T可根據具體的返回型別動態指定結果的資料型別 - 用於構建集合工具類。參考
Collections中的sort,binarySearch方法
最後的最後
由本人水平所限，難免有錯誤以及不足之處， 螢幕前的靚仔靚女們 如有發現，懇請指出！
最後，謝謝你看到這裡，謝謝你認真對待我的努力，希望這篇部落格對你有所幫助！
你輕輕地點了個贊，那將在我的心裡世界增添一顆明亮而耀眼的星！