Java面向对象系列[v1.0.0][泛型进阶]

所谓泛型，就是允许在定义类、接口、方法时使用类型形参，这个类型形参(或者叫泛型)将在声明变量、创建对象、调用方法时动态地指定（即传入实际的类型参数也可称为类型实参）
Java5改写了集合框架中的全部接口和类，为这些接口、类增加了泛型支持，从而可以在声明集合变量、创建集合对象时传入类型实参。
Java5改写后List接口、Iterator接口、Map的代码片段：

// 定义接口时指定了一个泛型形参，该形参名为E
public interface List<E>
{// 在接口里，E可作为类型使用// 下面方法可以使用E作为参数类型void add(E x);Iterator<E> iterator();...
}
// 定义接口时指定了一个泛型形参，该形参名为E
public interface Iterator<E>
{// 在该接口里E完全可以作为类型使用E next();boolean hasNext();...
}
// 定义接口时指定了两个泛型形参， 其形参名为K、V
public interface Map<K, V>
{// 在该接口里K、V完全可以作为类型使用Set<K> keySet();V put(K key, V value);...
}

三个接口声明是比较简单的，除了尖括号中的内容，而这就是泛型的实质：允许在定义接口、类时声明泛型形参，泛型形参在整个接口、类体内可以当成类型使用，几乎所有可使用普通类型的地方都可以使用这种泛型形参
除此之外：Iterator<E> iterator(); 和 Set<K> keySet();方法声明返回值类型是Iterator、Set，这表明他们是一种特殊的数据类型，是一种与Interator、Set不同的数据类型，可以当成他们的子类看待。
例如使用List类型时，如果为E形参传入String类型实参，则产生了一个新的类型：List类型，可以把List想象成E被全部替换成String的特殊List自接口

// List<String>等同于如下接口
public interface ListString extends List
{// 原来的E形参全部变成String类型实参void add(String x);Iterator<String> iterator();...
}

虽然程序只定义了一个List接口，但实际使用时可以产生无数多个List接口，只要为E传入不同的类型实参，系统就会多处一个新的List子接口
包含泛型声明的类型可以在定义变量、创建对象时传入一个类型实参，从而可以动态地生成无数多个逻辑上的子类、但这种子类在物理上并不存在

创建泛型类、接口

可以为任何类、接口增加泛型声明

import static java.lang.System.*;// 定义Apple类时使用了泛型声明
public class Apple<T>
{// 使用T类型定义实例变量private T info;public Apple(){}// 下面方法中使用T类型来定义构造器public Apple(T info){this.info = info;}public void setInfo(T info){this.info = info;}public T getInfo(){return this.info;}public static void main(String[] args){// 由于传给T形参的是String，所以构造器参数只能是StringApple<String> a1 = new Apple<>("苹果");out.println(a1.getInfo());// 由于传给T形参的是Double，所以构造器参数只能是Double或doubleApple<Double> a2 = new Apple<>(5.67);out.println(a2.getInfo());}
}

代码中定义了一个带泛型声明的Apple类，不用管这个泛型形参是否具有实际意义，使用Apple类时就可以为T形参传入实际类型，这样就可以生成如Apple、Apple…形式的多个逻辑子类，物理上并不存在。
当创建带泛型声明的自定义类，为该类定义构造器时，构造器名还是原来的类名，不要增加泛型声明，例如为Apple类定义构造器，其构造器名依然是Apple，而不是Apple，调用该构造器时却可以使用Apple的形式，当然应该为T形参传入实际的类型参数

泛型类派生子类

当创建了带泛型声明的接口、父类之后，可以为该接口创建实现类，或从该父类派生子类，需要指出的是，当使用这些接口、父类时不能再包含泛型形参，错误的示范：

// 定义类A集成Apple类，Apple类不能跟泛型形参
public class A extends Apple<T>{ }

定义类、接口、方法时可以声明泛型形参，使用类、接口、方法时应该为泛型形参传入实际的类型
如果想从Apple类派生一个子类，则可以：

// 使用Apple类时为T形参传入String类型
public class A extends Apple<String>

调用方法时必须为所有的数据形参传入参数值，与调用方法不同的是，使用类、接口时也可以不为泛型形参传入实际的类型参数，如下代码也是正确的：

// 使用Apple类时，没有为T形参传入实际的类型参数
public class A extends Apple

这样的用法省略了泛型的形式被称为原始类型(raw type),而如果从Apple类派生子类，则Apple类中所有使用T类型的地方都将被替换成String类型，即它的子类将会继承到String getInfo()和void setInfo(String info)两个方法

public class A1 extends Apple<String>
{// 正确重写了父类的方法，返回值// 与父类Apple<String>的返回值完全相同public String getInfo(){return "子类" + super.getInfo();}/*// 下面方法是错误的，重写父类方法时返回值类型不一致public Object getInfo(){return "子类";}*/
}

如果使用Apple类时没有传入实际的类型（即使用原始类型），Java编译器可能发出警告：使用了未经检查或不安全的操作，如果希望看到该警告提示更详细信息，则可以通过微javac命令增加-Xlint:unchecked选项来实现。
没有传入实际类型，则系统会把Apple类里的T形参当成Object类型处理

public class A2 extends Apple
{// 重写父类的方法public String getInfo(){// super.getInfo()方法返回值是Object类型，// 所以加toString()才返回String类型return super.getInfo().toString();}
}

创建带泛型声明的接口的实现类与此几乎完全一样

剖析泛型类

虽然说可以把ArrayList类当成ArrayList的子类，而实际上ArrayList类也确实是一种特殊的ArrayList类,该ArrayList对象只能添加String对象作为集合元素，但实际上系统并没有为ArrayList生成新的class文件，而且也不会把ArrayList当成新类来处理

// 创建List<String>对象和List<Integer>对象
List<String> strList = new ArrayList<>();
List<Integer> intList = new ArrayList<>();
// 调用getClass()方法比较两个对象的类是否相等
System.out.println(strList.getClass() == intList.getClass());

结果返回true，不管泛型的世纪类型参数是什么，他们在运行时总是有同样的类(class),在内存中也只占一块内存空间，因此静态方法、静态初始化块、静态变量的声明和初始化中不允许使用泛型形参

public class R<T>
{// 下面代码错误，不能在静态变量声明中使用泛型形参//    static T info;T age;public void foo(T msg){}// 下面代码错误，不能在静态方法声明中使用泛型形参// public static void bar(T msg){}}

因为系统不会真正的生成泛型类，所有instanceof运算符后不能使用泛型类，如下是错误的示范：

java.util.Collection<String> cs - new java.util.ArrayList<>();
// 下面代码编译时会报错：instanceof运算符后不能使用泛型
if (cs instanceof java.util.ArrayList<String>{...})