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1 泛型介绍

先对集合进行说明，不能对加入到集合中的元素类型进行约束（不安全）。遍历的时候需要进行类型转换，如果集合中的数据量大，对效率有影响。

package Generic;
import java.util.ArrayList;
/*** @ClassName Generic_* @Date 2024/12/2 23:45* @Version V1.0*/
public class Generic_ {public static void main(String[] args) {//使用传统的方法来解决ArrayList arrayList = new ArrayList();arrayList.add(new Dog("旺财", 10));arrayList.add(new Dog("发财", 1));arrayList.add(new Dog("小黄", 5));//假如我们的程序员， 不小心， 添加了一只猫arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));//遍历for (Object o : arrayList) {//向下转型 Object ->DogDog dog = (Dog) o;System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());}//1. 当我们 ArrayList<Dog> 表示存放到 ArrayList 集合中的元素是 Dog//2. 如果编译器发现添加的类型， 不满足要求， 就会报错//3. 在遍历的时候， 可以直接取出 Dog 类型而不是 Object//4. public class ArrayList<E> {} E 称为泛型,那么 Dog->EArrayList<Dog> arrayList2 = new ArrayList<Dog>();arrayList2.add(new Dog("旺财", 10));arrayList2.add(new Dog("发财", 1));arrayList2.add(new Dog("小黄", 5));//假如我们的程序员， 不小心， 添加了一只猫//arrayList.add(new Cat("招财猫", 8));System.out.println("===使用泛型====");for (Dog dog : arrayList2) {System.out.println(dog.getName() + "-" + dog.getAge());}}
}class Dog {private String name;private int age;public Dog(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}class Cat {private String name;private int age;public Cat(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}
}

优点：编译时，检查元素类型，更安全。减少类型转换的次数，提高效率且不再发生编译警告。如：

1. 不使用泛型：Dog（转Object） → Object → 取出（转Dog） → Dog
2. 使用泛型：放入是Dog，取出也是Dog

泛型，即广泛的数据类型。又称为参数化类型，是jdk5.0之后出现的新特性，解决数据类型安全问题。Java泛型可以保证如果程序在编译过程时没有发出警告，运行时就不会产生ClassCastException异常，代码更加简洁。可以作为属性、方法返回值、参数类型。

package Generic;
/*** @ClassName GenericTest* @Date 2024/12/3 9:05* @Version V1.0*/
public class GenericTest {public static void main(String[] args) {Test<String> stringTest = new Test<String>("哈哈哈");stringTest.show();Test<Integer> integerTest = new Test<Integer>(100);integerTest.show();}
}
class Test<E>{E s;public Test(E s){this.s=s;}public E getS() {return s;}public void show(){System.out.println("RunClass is "+s.getClass());}
}

1.1 泛型使用案例

package Generic;import java.util.*;/*** @ClassName GenericTest* @Description* 创建 3 个学生对象* 放入到 HashSet 中学生对象, 使用.* 放入到 HashMap 中， 要求 Key 是 String name, Value 就是 学生对象* 使用两种方式遍历* @Date 2024/12/3 9:05* @Version V1.0*/
public class GenericTest {public static void main(String[] args) {//使用泛型方式给 HashSet 放入 3 个学生对象HashSet<Student> students = new HashSet<Student>();students.add(new Student("jack", 18));students.add(new Student("tom", 28));students.add(new Student("mary", 19));//遍历System.out.println("增强for循环遍历");for (Student student : students) {System.out.println(student);}System.out.println("迭代器遍历");Iterator<Student> iterator = students.iterator();while (iterator.hasNext()) {Student student = iterator.next();System.out.println(student);}//使用泛型方式给 HashMap 放入 3 个学生对象//K -> String V->StudentHashMap<String, Student> hm = new HashMap<String, Student>();/*public class HashMap<K,V> {}*/hm.put("xiaowang", new Student("xiaowang", 18));hm.put("xiaohong", new Student("xiaohong", 48));//迭代器 EntrySet/*public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {Set<Map.Entry<K,V>> es;return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;}*/Set<Map.Entry<String, Student>> entries = hm.entrySet();/*public final Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {return new EntryIterator();}*/Iterator<Map.Entry<String, Student>> iterator2 = entries.iterator();System.out.println("==============================");while (iterator2.hasNext()) {Map.Entry<String, Student> next = iterator2.next();System.out.println(next.getKey() + "-" + next.getValue());}}
}class Student {private String name;private int age;public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

1.2 泛型使用细节

Interface List{ } public class HashSet{ }

1. T和E只能是引用类型如Integer，不能是int
2. 可以传该类型或者其子类型 List list = new
3. ArrayList();或List list = new ArrayList<>(); List
4. list = new ArrayList();默认传的是E，E就是Object

package Generic;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** @ClassName GenericDetail* @Description* @Author Echo-Nie* @Date 2025/2/1 0:07* @Version V1.0*/
@SuppressWarnings({"all"})
public class GenericDetail {public static void main(String[] args) {//1.给泛型指向数据类型是，要求是引用类型，不能是基本数据类型List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); //OK//List<int> list2 = new ArrayList<int>();//错误//2. 说明//因为 E 指定了 A 类型, 构造器传入了 new A()//在给泛型指定具体类型后，可以传入该类型或者其子类类型Pig<A> aPig = new Pig<A>(new A());aPig.f();Pig<A> aPig2 = new Pig<A>(new B());aPig2.f();//3. 泛型的使用形式ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();//在实际开发中，我们往往简写//编译器会进行类型推断, 推荐使用下面写法ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>();List<Integer> list4 = new ArrayList<>();ArrayList<Pig> pigs = new ArrayList<>();//4. 如果是这样写 泛型默认是 ObjectArrayList arrayList = new ArrayList();//等价 ArrayList<Object> arrayList = new ArrayList<Object>();/*public boolean add(Object e) {ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!elementData[size++] = e;return true;}*/Tiger tiger = new Tiger();/*class Tiger {//类Object e;public Tiger() {}public Tiger(Object e) {this.e = e;}}*/}
}
class Tiger<E> {//类E e;public Tiger() {}public Tiger(E e) {this.e = e;}
}class A {}
class B extends A {}class Pig<E> {//E e;public Pig(E e) {this.e = e;}public void f() {System.out.println(e.getClass()); //运行类型}
}

1.3 实操练习

定义Employee类

1)该类包含:private成员变量name,sal,birthday，其中 birthday为 MyDate 类的对象

2)为每一个属性定义 getter, setter 方法;

3)重写 toString 方法输出 name, sal, birthday

4. MyDate类包含: private成员变量month,day,year;并为每一个属性定义 getter,setter 方法;

5)创建该类的3个对象，并把这些对象放入 ArrayList 集合中(ArrayList 需使用泛型来定义)，对集合中的元素进行排序，并遍历输出:
排序方式:调用ArrayList 的 sort 方法,传入 Comparator对象[使用泛型]，先按照name排序，如果name相同，则按生日日期的先后排序。【即:定制排序】

package Generic;import lombok.Data;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;/*** @ClassName GenericExercise* @Description* @Author Echo-Nie* @Date 2025/2/1 0:13* @Version V1.0*/// 定义MyDate类
@Data
class MyDate {private int month;private int day;private int year;// 构造方法public MyDate(int month, int day, int year) {this.month = month;this.day = day;this.year = year;}// 重写toString方法@Overridepublic String toString() {return year + "-" + month + "-" + day;}
}// 定义Employee类
@Data
class Employee {private String name;private double sal;private MyDate birthday;// 构造方法public Employee(String name, double sal, MyDate birthday) {this.name = name;this.sal = sal;this.birthday = birthday;}// 重写toString方法@Overridepublic String toString() {return "Employee{name='" + name + "', sal=" + sal + ", birthday=" + birthday + "}";}
}public class GenericExercise {public static void main(String[] args) {// 创建MyDate对象MyDate date1 = new MyDate(5, 15, 1990);MyDate date2 = new MyDate(8, 22, 1985);MyDate date3 = new MyDate(5, 15, 1990);// 创建Employee对象Employee emp1 = new Employee("Alice", 50000, date1);Employee emp2 = new Employee("Bob", 60000, date2);Employee emp3 = new Employee("Alice", 55000, date3);// 创建ArrayList并添加Employee对象ArrayList<Employee> employees = new ArrayList<>();employees.add(emp1);employees.add(emp2);employees.add(emp3);// 使用Comparator进行排序employees.sort(new Comparator<Employee>() {@Overridepublic int compare(Employee e1, Employee e2) {// 先按name排序int nameCompare = e1.getName().compareTo(e2.getName());if (nameCompare != 0) {return nameCompare;}// 如果name相同，按生日日期排序return e1.getBirthday().toString().compareTo(e2.getBirthday().toString());}});// 遍历输出排序后的Employee对象for (Employee emp : employees) {System.out.println(emp);}}
}

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2 什么是自定义泛型？

理解
想象你有一个盒子，这个盒子可以装任何东西：书、水果、玩具等。为了让盒子更通用，你可以在盒子上贴一个标签，标明它里面装的是什么。这样，当你打开盒子时，你就知道里面装的是什么，而不会拿错东西。

在 Java 中，自定义泛型就是这个“盒子”，而类型参数就是盒子上的标签。通过泛型，我们可以定义一个通用的类或方法，然后在使用时指定具体的类型。

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2.1 自定义泛型类

自定义泛型类 Container<T>

/*** 自定义泛型类：Container<T>* - T 是类型参数，表示容器中存储的数据类型。* - 这个类可以存储任意类型的数据。*/
public class Container<T> {private T content; // 容器中的内容/*** 构造方法：初始化容器内容* @param content 容器中的内容*/public Container(T content) {this.content = content;}/*** 获取容器中的内容* @return 容器中的内容*/public T getContent() {return content;}/*** 设置容器中的内容* @param content 新的内容*/public void setContent(T content) {this.content = content;}/*** 重写 toString 方法，方便打印容器内容* @return 容器内容的字符串表示*/@Overridepublic String toString() {return "Container{" +"content=" + content +'}';}
}

Container<T> 类的使用

• Container<T> 是一个泛型类，T 是类型参数。
• 在实例化 Container 时，可以指定具体的类型（如 Integer、String 或 Person）。
• 泛型类在编译时会进行类型检查，确保类型安全。

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建一个存储整数的容器Container<Integer> intContainer = new Container<>(100);System.out.println(intContainer); // 输出: Container{content=100}// 创建一个存储字符串的容器Container<String> strContainer = new Container<>("Hello, Generics!");System.out.println(strContainer); // 输出: Container{content=Hello, Generics!}// 创建一个存储自定义对象的容器Container<Person> personContainer = new Container<>(new Person("Alice", 25));System.out.println(personContainer); // 输出: Container{content=Person{name='Alice', age=25}}}
}/*** 自定义类：Person*/
class Person {private String name;private int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

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3 自定义泛型方法

自定义泛型方法 swap

/*** 自定义泛型方法：swap* - 这个方法可以交换任意类型的两个元素。* - <T> 是类型参数，表示方法的泛型类型。*/
public class Util {/*** 交换数组中的两个元素* @param array 数组* @param i     第一个元素的索引* @param j     第二个元素的索引* @param <T>   数组元素的类型*/public static <T> void swap(T[] array, int i, int j) {if (i < 0 || j < 0 || i >= array.length || j >= array.length) {throw new IllegalArgumentException("索引越界");}T temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}
}

使用 swap 方法

public class Main {public static void main(String[] args) {// 交换整数数组中的两个元素Integer[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};Util.swap(intArray, 0, 4);System.out.println(Arrays.toString(intArray)); // 输出: [5, 2, 3, 4, 1]// 交换字符串数组中的两个元素String[] strArray = {"a", "b", "c", "d"};Util.swap(strArray, 1, 3);System.out.println(Arrays.toString(strArray)); // 输出: [a, d, c, b]}
}

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4 多类型参数的泛型类

自定义泛型类 Pair<K, V>

/*** 自定义泛型类：Pair<K, V>* - K 和 V 是类型参数，分别表示键和值的类型。* - 这个类可以存储一对键值对。*/
public class Pair<K, V> {private K key;private V value;/*** 构造方法：初始化键值对* @param key   键* @param value 值*/public Pair(K key, V value) {this.key = key;this.value = value;}/*** 获取键* @return 键*/public K getKey() {return key;}/*** 获取值* @return 值*/public V getValue() {return value;}/*** 重写 toString 方法，方便打印键值对* @return 键值对的字符串表示*/@Overridepublic String toString() {return "Pair{" +"key=" + key +", value=" + value +'}';}
}

使用 Pair<K, V> 类

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建一个存储字符串和整数的键值对Pair<String, Integer> pair1 = new Pair<>("age", 25);System.out.println(pair1); // 输出: Pair{key=age, value=25}// 创建一个存储字符串和自定义对象的键值对Pair<String, Person> pair2 = new Pair<>("person", new Person("Bob", 30));System.out.println(pair2); // 输出: Pair{key=person, value=Person{name='Bob', age=30}}}
}

Pair<K, V> 是一个多类型参数的泛型类。

K 和 V 分别表示键和值的类型。

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