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泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。

也就是说在泛型使用过程中，操作的数据类型被指定为一个参数，这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

泛型基础 ​

泛型类 ​

泛型类的最基本写法:

java
//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型

//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型

public class Generic<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
    private T key;

    public Generic(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

泛型方法 ​

泛型类，是在实例化类的时候指明泛型的具体类型; 泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

泛型方法可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中。

java
// 泛型类的E和泛型方法的T没有关系
class GenerateTest<E>{

/**
 * 泛型方法的基本介绍
 * @param tClass 传入的泛型实参
 * @return T 返回值为T类型
 * 说明：
 *     1）public 与 返回值中间<T>非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
 *     2）只有声明了<T>的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
 *     3）<T>表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。
 *     4）与泛型类的定义一样，此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型。
 */
public <T> T genericMethod(Class<T> tClass)throws InstantiationException ,
  IllegalAccessException{
        T instance = tClass.newInstance();
        return instance;
}
}

注意:泛型类中的静态方法无法访问类上定义的泛型,必须将静态方法也定义成泛型方法

泛型接口 ​

泛型接口与泛型类的定义及使用基本相同。

java
//定义一个泛型接口
public interface Generator<T> {
    public T next();
}

//实现一个泛型，未传入泛型实参时
class FruitGenerator<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T next() {
        return null;
    }
}

//实现一个泛型，传入泛型实参时
public class FruitGenerator implements Generator<String> {

    private String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Pear"};

    @Override
    public String next() {
        Random rand = new Random();
        return fruits[rand.nextInt(3)];
    }
}

泛型参数的限定 ​

通过extends关键字可以对泛型参数进行限定<T extends BoundingType>，其中:T应该是绑定类型的子类型，BoundingType 可以是类,也可以是接口。

java
// 泛型类
public class Generic<T extends Number>{
    ......
}

// 泛型方法,添加类型限制的时候，必须在权限声明与返回值之间的<T>上添加限定
public <T extends Number> T showKeyName(Generic<T> container){
    ......
}

泛型机制-类型擦除 ​

虚拟机没有泛型类型对象——所有对象都属于普通类。

类型擦除是一种机制，我们编写的泛型类型，最终会被编译器翻译为普通类，擦除类型变量，并替换为限定类型（无限定的变量用Object）。

编译器看到的代码：

java
public class Pair<T> {
    private T first;
    private T last;
    public Pair(T first, T last) {
        this.first = first;
        this.last = last;
    }
    public T getFirst() {
        return first;
    }
    public T getLast() {
        return last;
    }
}

虚拟机执行的代码：

java
// T没有限定，直接翻译为Object
public class Pair {
    private Object first;
    private Object last;
    public Pair(Object first, Object last) {
        this.first = first;
        this.last = last;
    }
    public Object getFirst() {
        return first;
    }
    public Object getLast() {
        return last;
    }
}

翻译泛型表达式 ​

当我们使用泛型时，编译器会自动的进行强制类型转换：

java
// 编译器的语句
Pair<String> p = new Pair<>("Hello", "world");
String first = p.getFirst();
String last = p.getLast();
// 虚拟机实际执行:(因为在虚拟机中进行了类型擦除)
Pair p = new Pair("Hello", "world");
String first = (String) p.getFirst();
String last = (String) p.getLast();

泛型的局限 ​

类型参数T不能是基本类型。 ​

例如int，因为实际类型是Object，Object类型无法持有基本类型。

运行时类型查询只适用于原始类型 ​

虚拟机中的对象只有一个特定的非泛型类型。比如Pair<String>,在虚拟机中只有Pair。 ，getClass方法总是返回原始类型：

java
Pair<String> stringPair = ...;
Pair<Interger> intergerPair = ...;
stringPair.getClass() ==intergerPair.getClass() // true

不能创建参数化类型的数组 ​

不能实例化参数化类型的数组，例如：

Pair<String>[] table = new Pair<String>[10]; 因为在类型擦除后，table的类型是Pair[],数组会记住它的元素类型，如果试图存储其他类型的元素，就会抛出一个Array-StoreException异常

不能实例化类型变量 ​

不能使用像new T（...），new T[...]或T.class这样的表达式中的类型变量。 解决办法：

  • Class.newInstance方法
  • Supplier 函数式接口 （todo 还不理解）