Java泛型详解

写在开头:想必大家和博主一样，在以往学习JavaSE的语法中，遇到了一个陌生的词——泛型，博主当时很好奇，什么是泛型呢？即使是学完了JavaSE，这个问题都没有解决，只能在百度查阅了解关于泛型的一些皮毛。却不成想，在数据结构的第一课就接触到了这个问题，为了能帮助大家简单的认识泛型，博主通过学习以及查阅诸多资料，决定写下本篇博客并分享给大家，希望能够帮助到和博主当时有一样困境的小伙伴，同时博主也在持续更新各方面的知识内容，欢迎大家动动手指点个关注，第一时间阅读博主的分享内容！
同时博主也毫不夸张的说，泛型是通用设计上必不可少的元素，所以真正理解与正确使用泛型，是一门必修课。接下来和博主一起学习吧！

一、泛型的本质

我们有没有想过：实现一个类，可以放入任意类型的数据，同时也可以根据成员方法来返回对应下标的值？以往的学习过程中，我们对数组的使用是刻板的，只能单一的放入指定类型元素，我们会发现这种数组是对代码充满了束缚。所以在JDK1.5以后，我们的前辈提出了泛型这一概念来实现对类型的参数化。
泛型的实质在于：指定当前的容器，他存储的对象应该是什么类型，然后通过编译器去检查，所以我们需要将类型作为参数进行传递
在介绍泛型的使用之前，我们先介绍包装类以及装箱、拆箱的有关知识，以便于我们可以深入学习泛型知识

二、包装类

2.1 基本数据类型

在Java中，由于基本类型不是继承自Object，为了在泛型代码中可以支持基本类型，Java给每个基本类型都对应一个包装类型。对于基本数据类型来说，除int、char以外其他基本类型都是将基本数据类型首字母大写，而int、char对应的包装类型为Integer、Character，而每个包装类底下也对应着诸多方法，我们不在此过多叙述，可以参考博主其他博客进行参考学习

2.2 装箱与拆箱

public class Fx {
    int i = 10;
    // 装箱操作，新建一个 Integer 类型对象，将 i 的值放入对象的某个属性中
    Integer A = Integer.valueOf(i);
    Integer B = new Integer(i);
    // 拆箱操作，将 Integer 对象中的值取出，放到一个基本数据类型中
    int j = A.intValue();
}

当然，我们在日常的使用中是不这样写的，因为上述的装箱与拆箱会为开发者增加不少代码量，显的比较繁琐，于是Java又引申出了自动装箱与自动拆箱的语法，如下所述：

    int i = 10;
    
    Integer A = i; // 自动装箱
    Integer B = (Integer)i; // 自动装箱
    
    int j = A; // 自动拆箱
    int k = (int)B; // 自动拆箱

相信各位老铁看到这里也不需要过多说明已经明白了装箱以及拆箱，接下来让我们去了解了解泛型究竟是个什么样的神奇语法！

三、泛型与泛型类的使用

3.1泛型语法

class 泛型类名称<泛型类型1，泛型类型2...> {
    // 这里可以使用类型参数
}

注意我们有个注意点【规范】：类型形参一般使用一个大写字母表示，常用的名称有：

E 表示 Element
K 表示 Key
V 表示 Value
N 表示 Number
T 表示 Type S, U, V 等等第二、第三、第四个类型

3.2使用举例

class MyArray<T> {
    //T[] ts = new T[5]; 是不对的，我们在4.2讨论
    public T[] array = (T[])new Object[10];//这里是最优的写法吗？


    public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }

    public void setVal(int pos,T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}

public class Fx {
   public static void main(String[] args) {
     MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();//传入Integer类型形参

     myArray.setVal(0,10);
     myArray.setVal(1,12);
     int ret = myArray.getPos(1);

     System.out.println(ret);
     //myArray.setVal(2,"bit");//报错，编译器检查发现与传入类型不符
   }
}

结果如下图：
在这里插入图片描述

3.3泛型类

语法：

泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用

new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象

//示例如下：
MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();//我们可以省去第二个Integer，编译器可以推导得出类型实参

泛型注意事项：泛型类型必须是包装类（非基本数据类型）

四、泛型编译机制

4.1擦除机制

想必有很多小伙伴想问泛型到底是怎么编译的？泛型在博主看来是比较难的一种语法类型，我们接着往下看吧，相信博主可以替你解除疑惑！
感兴趣的小伙伴可以自己操作一下：
通过命令：javap -c 查看字节码文件，发现所有的T都是Object。 这种将T全部替换为object的机制，在Java当中称之为擦除机制。同时Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息。
好奇或者想要深入了解擦除机制的小伙伴可以查阅资料，我们就不深入探究该机制了！

4.2提出问题

为什么，T[] ts = new T[5]; 是不对的，编译的时候，替换为Object，不是相当于：Object[] ts = new Object[5]吗？

这个问题留给大家自行思考吧，感兴趣的私信博主讨论这个问题呦！

五、泛型上界

泛型有时候因为能传入的类型太广泛也会造成一些不必要的麻烦，于是我们就需要对传入的类型做一个限制，这种限制我们称之为：泛型的上界。

5.1语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
   ...
}

5.2实例

public class MyArray<E extends Number> {//只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
   ...
}

MyArray<Integer> l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray<String> l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型

注：没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

泛型进阶

今天这篇文章只是带我们去简单的认识一下泛型，有关泛型方法、通配符、泛型接口等等一系列进阶知识，博主会在泛型进阶篇深入分析讲解，也许有些小伙伴意犹未尽，博主也是，但泛型的掌握不能急于一时，我们从简单的开始，后续再深入学习泛型，相信会有更好的学习效果！