2023最新版JavaSE教程——第13天：泛型

一、泛型概述

1.1 生活中的例子

举例1：中药店，每个抽屉外面贴着标签

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：

Java 中的泛型，就类似于上述场景中的 标签。

1.2 泛型的引入

在 Java 中，我们在声明方法时，当在完成方法功能时如果有 未知的数据 需要参与，这些未知的数据需要在调用方法时才能确定，那么我们把这样的数据通过 形参 表示。在方法体中，用这个形参名来代表那个未知的数据，而调用者在调用时，对应的传入 实参 就可以了。

受以上启发，JDK1.5 设计了泛型的概念。泛型即为 "类型参数"，这个类型参数在声明它的类、接口或方法中，代表未知的某种通用类型。

举例1： 集合类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的对象，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“参数化类型（Parameterized type）”的概念，允许我们在创建集合时指定集合元素的类型。比如：List<String>，这表明该 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.Comparable 接口和 java.util.Comparator 接口，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，但是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 <T> 就是类型参数，即泛型。所谓泛型，就是允许在定义类、接口时通过一个 标识 表示类中某个 属性的类型 或者是某个方法的 返回值或参数的类型。这个类型参数将在使用时(例如，继承或实现这个接口、创建对象或调用方法时)确定(即传入实际的类型参数，也称为类型实参)。

二、使用泛型举例

自从 JDK5.0 引入泛型的概念之后，对之前核心类库中的 API 做了很大的修改，例如：JDK5.0 改写了集合框架中的全部接口和类、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。

2.1 集合中使用泛型

2.1.1 举例

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。

举例：

//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<>();

    list.add(56); //自动装箱
    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);
    }
}

举例：

//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);
    }
}

2.1.2 练习

练习1：

① 创建一个 ArrayList 集合对象，并指定泛型为 <Integer>
② 添加 5个[0,100) 以内的整数到集合中
③ 使用 foreach 遍历输出5个整数
④ 使用集合的 removeIf 方法删除偶数，为 Predicate 接口指定泛型 <Ineteger>
⑤ 再使用 Iterator 迭代器输出剩下的元素，为 Iterator 接口指定泛型 <Integer>

package com.atguigu.genericclass.use;

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);
        }

    }
}

2.2 比较器中使用泛型

2.2.1 举例

package com.atguigu.generic;

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 + "]";
    }

}

使用泛型之前：

package com.atguigu.generic;

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)));

        System.out.println(com.compare("圆1", "圆2"));//运行时异常：ClassCastException
    }
}

使用泛型之后：

package com.atguigu.generic;

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());
    }
}

//测试类
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。
    }
}

2.2.2 练习

① 声明矩形类 Rectangle，包含属性长和宽，属性私有化，提供有参构造、get/set方法、重写 toString 方法，提供求面积和周长的方法。
② 矩形类 Rectangle 实现 java.lang.Comparable 接口，并指定泛型为 ，重写 int compareTo(T t) 方法，按照矩形面积比较大小，面积相等的，按照周长比较大小。
③ 在测试类中，创建 Rectangle 数组，并创建5个矩形对象
④ 调用 Arrays 的 sort 方法，给矩形数组排序，并显示排序前后的结果。

package com.atguigu.genericclass.use;

public class Rectangle implements Comparable<Rectangle>{
    private double length;
    private double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    public double getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {
        this.length = length;
    }

    public double getWidth() {
        return width;
    }

    public void setWidth(double width) {
        this.width = width;
    }
	//获取面积
    public double area(){
        return length * width;
    }
    //获取周长
    public double perimeter(){
        return 2 * (length + width);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Rectangle{" +
                "length=" + length +
                ", width=" + width +
                ",area =" + area() +
                ",perimeter = " + perimeter() +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Rectangle o) {
        int compare = Double.compare(area(), o.area());
        return compare != 0 ? compare : Double.compare(perimeter(),o.perimeter());
    }
}

package com.atguigu.genericclass.use;

import java.util.Arrays;

public class TestRectangle {
    public static void main(String[] args) {
        Rectangle[] arr = new Rectangle[4];
        arr[0] = new Rectangle(6,2);
        arr[1] = new Rectangle(4,3);
        arr[2] = new Rectangle(12,1);
        arr[3] = new Rectangle(5,4);

        System.out.println("排序之前：");
        for (Rectangle rectangle : arr) {
            System.out.println(rectangle);
        }

        Arrays.sort(arr);

        System.out.println("排序之后：");
        for (Rectangle rectangle : arr) {
            System.out.println(rectangle);
        }
    }
}

2.3 相关使用说明

在创建集合对象的时候，可以指明泛型的类型。具体格式为：

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

JDK7.0时，有新特性，可以简写为：

List<Integer> list = new ArrayList<>(); //类型推断

泛型，也称为泛型参数，即参数的类型，只能使用引用数据类型进行赋值。(不能使用基本数据类型，可以使用包装类替换) 集合声明时，声明泛型参数。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。如果没有指明的话，看做是 Object 类型。

三、自定义泛型结构

3.1 泛型的基础说明

1、<类型>这种语法形式就叫泛型。

• <类型>的形式我们称为类型参数，这里的 "类型" 习惯上使用 T 表示，是 Type 的缩写。即：<T>。

• <T>：代表未知的数据类型，我们可以指定为 <String>/<Integer>/<Circle> 等。类比方法的参数的概念，我们把 <T>，称为类型形参，将 称为类型实参，有助于我们理解泛型

• 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，我们把这样的类或接口称为 泛型类 或 泛型接口。

【修饰符】 class 类名<类型变量列表> 【extends 父类】 【implements 接口们】{
    
}
【修饰符】 interface 接口名<类型变量列表> 【implements 接口们】{
    
}

//例如：
public class ArrayList<E>    
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，我们把声明了类型变量的方法，称为泛型方法。

[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){
    ....
}

3.2 自定义泛型类或泛型接口

当我们在类或接口中定义某个成员时，该成员的相关类型是不确定的，而这个类型需要在使用这个类或接口时才可以确定，那么我们可以使用泛型类、泛型接口。

3.2.1 说明

① 我们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。
② 我们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。
③ 如果在创建自定义泛型类的对象时，没有指明泛型参数类型，那么泛型将被擦除，泛型对应的类型均按照 Object 处理，但不等价于 Object。

经验：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。

④ 泛型的指定中必须使用引用数据类型。不能使用基本数据类型，此时只能使用包装类替换。
⑤ 除创建泛型类对象外，子类继承泛型类时、实现类实现泛型接口时，也可以确定泛型结构中的泛型参数。如果我们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。我们还可以在现有的父类的泛型参数的基础上，新增泛型参数。

3.2.2 注意

① 泛型类可能有多个参数，此时应将多个参数一起放在尖括号内。比如：<E1,E2,E3>
② JDK7.0 开始，泛型的简化操作：ArrayList flist = new ArrayList<>();
③ 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。
④ 不能使用new E[]。但是可以：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。

⑤ 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，但不可以在静态方法中使用类的泛型。
⑥ 异常类不能是带泛型的。

3.2.2 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> {
}

3.2.3 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'。 那么我们在设计这个学生类时，就可以使用泛型。

package com.atguigu.genericclass.define;

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：
        //Student<double> stu2 = new Student<double>("张三", 90.5);//错误，必须是引用数据类型
        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,改为 entity 对象
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：该类包含：private 成员变量(int 类型) id，age；(String 类型) name。定义一个测试类：创建 DAO 类的对象， 分别调用其 save、get、update、list、delete 方法来操作 User 对象，使用 Junit 单元测试类进行测试。代码实现：

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);
    }
}

package com.atguigu02.selfdefine.exer1;
import java.util.Objects;

/**
 * 定义一个 User 类：
 * 该类包含：private成员变量（int类型） id，age；（String 类型）name。
 *
 */
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);
    }
}

package com.atguigu02.selfdefine.exer1;
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);
        }
    }
}

3.3 自定义泛型方法

如果我们定义类、接口时没有使用 <泛型参数>，但是某个方法形参类型不确定时，这个方法可以单独定义 <泛型参数>。

3.3.1 说明

泛型方法的格式：

[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。泛型方法可以根据需要，声明为 static 的。

3.3.2 举例

举例1：

public class DAO {

    public <E> E get(int id, E e) {

        E result = null;

        return result;
    }
}

举例2：

public static <T> void fromArrayToCollection(T[] a, Collection<T> c) {
    for (T o : a) {
        c.add(o);
    }
}

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};
//		MyArrays.sort(arr);//错误的，因为int[]不是对象数组

        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)};
        MyArrays.sort(circles); //编译通过，运行报错，因为Circle没有实现Comparable接口
    }
}

3.3.3 练习

练习1: 泛型方法。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 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: 泛型方法。 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 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);
        }
    }
}

四、泛型在继承上的体现

如果 B 是 A 的一个子类型(子类或者子接口)，而 G 是具有泛型声明的类或接口，G<B> 并不是 G<A> 的子类型！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);
    }
}

五、通配符的使用

当我们声明一个变量/形参时，这个变量/形参的类型是一个泛型类或泛型接口，例如：Comparator<T> 类型，但是我们仍然无法确定这个泛型类或泛型接口的类型变量 <T> 的具体类型，此时我们考虑使用类型通配符 ?。

5.1 通配符的理解

使用类型通配符：？ 比如：List<?>，Map<?,?> List<?> 是 List<String>、List<Object> 等各种泛型 List 的父类。

5.2 通配符的读与写

写操作： 将任意元素加入到其中不是类型安全的：

Collection<?> c = new ArrayList<String>();

c.add(new Object()); // 编译时错误

因为我们不知道 c 的元素类型，我们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。我们传给 add 的任何参数都必须是一个未知类型的子类。因为我们不知道那是什么类型，所以我们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： 另一方面，读取 List<?> 的对象 list 中的元素时，永远是安全的，因为不管 list 的真实类型是什么，它包含的都是 Object。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);
    }
}

5.3 使用注意点

注意点1：编译错误：不能用在泛型方法声明上，返回值类型前面 <> 不能使用?

public static <?> void test(ArrayList<?> list){
}

注意点2：编译错误：不能用在泛型类的声明上

class GenericTypeClass<?>{
}

注意点3：编译错误：不能用在创建对象上，右边属于创建集合对象

ArrayList<?> list2 = new ArrayList<?>();

5.4 有限制的通配符

<?>：允许所有泛型的引用调用，通配符指定上限：<? extends 类/接口 >，使用时指定的类型必须是继承某个类，或者实现某个接口，即 <=，通配符指定下限：<? super 类/接口 >，使用时指定的类型必须是操作的类或接口，或者是操作的类的父类或接口的父接口，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>.why?
      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>.why?
      Iterator<?> iterator = coll.iterator();
      while (iterator.hasNext()) {
          Object obj = iterator.next();
          System.out.println(obj);
      }
  }

举例4：

@Test
public void test1(){
    //List<Object> list1 = null;
    List<Person> list2 = new ArrayList<Person>();
    //List<Student> list3 = null;

    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());
    //        list4.add(new Student());

}

@Test
public void test2(){
    //List<Object> list1 = null;
    List<Person> list2 = new ArrayList<Person>();
    //List<Student> list3 = null;

    List<? super Person> list5 = null;
    list2.add(new Person());

    list5 = list2;

    //读取：可以实现
    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());

}

5.5 泛型应用举例

举例1：泛型嵌套

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：个人信息设计。 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。

interface Info{		// 只有此接口的子类才是表示人的信息
}
class Contact implements Info{	// 表示联系方式
	private String address ;	// 联系地址
	private String telephone ;	// 联系方式
	private String zipcode ;	// 邮政编码
	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{
	private String name ;		// 姓名
	private String sex ;		// 性别
	private int age ;			// 年龄
	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 ;
	public Person(T info){		// 通过构造器设置信息属性内容
		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[]){
		Person<Contact> per = null ;		// 声明Person对象
		per = new Person<Contact>(new Contact("北京市","01088888888","102206")) ;
		System.out.println(per);
		
		Person<Introduction> per2 = null ;		// 声明Person对象
		per2 = new Person<Introduction>(new Introduction("李雷","男",24));
		System.out.println(per2) ;
	}
}

至此今天的学习就到此结束了，笔者在这里声明，笔者写文章只是为了学习交流，以及让更多学习Java语言的读者少走一些弯路，节省时间，并不用做其他用途，如有侵权，联系博主删除即可。感谢您阅读本篇博文，希望本文能成为您编程路上的领航者。祝您阅读愉快！

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