《Java高级程序设计》课件-学习情境4 泛型机制

Java泛型机制一、应用场景二、Java泛型的概念三、泛型类的定义和使用四、泛型方法的定义和使用五、泛型接口的定义和使用本学习情境主要内容3一、应用场景泛型是java1.5提供的新特性，主要是为了解决数据类型的安全性问题。在Java开发中,对象的引用传递是最常见的,

需对常用操作进行封装，但是需要对传进来的数据对象进行处理，此时就使用到泛型。泛型的应用场景：不想写多个重载函数的场景。约束对象类型的场景，可以定义边界（Textends...），如JDK集合List，Set。用户希望返回自定义类型的返回值场景，如Json返回Javabean。在用反射的应用中，也经常会用到泛型，如Class<T>。对网页，对资源的分析，返回场景，一般都有泛型。其实泛型的应用还是很广的，一句话就是希望将数据类型参数化的地方，就可以用它。二、Java泛型的概念泛型是JDK1.5的一项新特性，它的本质是参数化类型（ParameterizedType）的应用，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数，在用到的时候再指定具体的类型。publicclassGenericsClassName<T,SextendsT>{....}其中，GenericsClassName是泛型类，<T,SextendsT>是参数化类型。其本质是将数据类型作为参数进行传递。例如：可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符，就像方法的形式参数是运行时传递的值的占位符一样。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。Java泛型的作用1.泛化可以用T代表任意类型。Java语言支持泛型，许多重要的类，比如集合框架，都已经泛型化了。2.类型安全泛型的一个主要目标就是提高Java程序的类型安全，使用泛型可以使编译器知道变量的类型限制，进而可以在更高程度上验证类型假设。如果不用泛型，则必须使用强制类型转换。3.消除强制类型转换泛型可以消除源代码中的许多强制类型转换，这样可以使代码更加可读，并减少出错的机会。4.向后兼容支持泛型的Java编译器（例如JDK1.5中的Javac）可以用来编译经过泛型扩充的Java程序（GenericsJava程序）三、泛型类的定义和使用1.泛型类的定义在定义带类型参数的类时，在紧跟类命之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字，同时也可以对类型参数的取值范围进行限定，多个类型参数之间用,号分隔。定义语法格式：访问修饰符class类名<泛型参数列表>{…}publicclassBox<T>{publicbooleanadd(Tt){}publicStringget(intindex){}public<T>Tshow(){}}其中，Box为泛型类，<T>为参数化类型。表示Box可以存放任意类型的数据。实例代码2.泛型类的使用在使用泛型类创建对象的时候确定泛型，即传递泛型类型参数。四、泛型方法的定义和使用1.泛型方法的定义在定义带类型参数的方法时，在紧跟访问修饰（例如public、private等）之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字，同时也可以对类型参数的取值范围进行限定，多个类型参数之间用“,”号分隔。定义语法格式：定义泛型方法时，必须在返回值前边加一个<T>，来声明这是一个泛型方法，持有一个泛型T。定义完类型参数后，可以在定义位置之后的方法体的任意地方使用类型参数，就像使用普通的类型一样。在调用方法的时候确定泛型类型的参数值。例如：Box<String>box=newBox<>();box.add(“Jacket”);box.add(“shoes”);2.泛型方法的调用如果调用add(123)在编译时则出现错误说明几点（1）使用泛型方法时，返回值或参数是泛型定义的，应该保持一致。（2）如果定义类、接口时没有使用类型形参，但定义方法时可以定义类型形参。（3）泛型方法中的类型形参声明以尖括号括起来，放在方法修饰符和方法返回值类型之间。（4）泛型方法中的泛型参数无需显式传入实际类型参数。五、泛型接口的定义和使用1.泛型接口的定义泛型接口的定义格式:访问修饰符interface接口名<泛型参数列表>{//泛型方法}这是一个实例代码publicinterfaceGenericInterface<T>{public<T>Tprint(Tt);}GenericInterface为泛型接口，<T>为参数化类型。其中的泛型方法的定义参考《泛型方法的定义和使用》2.泛型接口的使用有两种使用方式第一种，定义泛型接口的实现类，并实现这个接口的方法第二种使用方式。实现类也是泛型类。有些时候在定义一个类去实现泛型接口时，并不确定这个类将要实现哪种类型的类，接口中的泛型尚未确认，这时就要求这个实现类也必须定义为泛型类，而且泛型名称要一致。接口类：GenericInterface.class实现接口的类：GenericClass.class创建类对象在创建对象的时候，声明类型可以使用泛型接口的实现类，也可以使用泛型接口（此时是向上转型）。通过new创建对象一定是使用泛型接口的实现类。都需要传递类类型参数GenericClass<Person>gc=newGenericClass<Person>();或者GenericInterface<String>gc1=newGenericClass<String>();泛型使用时的注意事项①在定义一个泛型类时，在“<>”之间定义形式类型参数，例如：“classTestGen<K,V>”，其中“K”，“V”不代表值，而是表示类型。②实例化泛型对象时，一定要在类名后面指定类型参数的值（类型），一共要有两次书写。③泛型中<KextendsObject>,extends并不代表继承,它是类型范围限制。④使用泛型时，泛型类型必须为引用数据类型，不能为基本数据类型。⑤泛型类不可以继承Exception类，即泛型类不可以作为异常被抛出。⑥不可以定义泛型数组。⑦泛型类不可以继承Exception类，即泛型类不可以作为异常被抛出。⑧不可以定义泛型数组。⑨在static方法中不可以使用泛型，泛型变量也不可以用static关键字来修饰。⑩不要在泛型类中定义equals（Tx）这类方法，因为Object类中也有equals方法，当泛型类被擦除后，这两个方法会冲突。小结泛型的本质是参数化类型泛型可用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法在定义泛型类时，在紧跟类名之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字在定义泛型方法时，在紧跟访问修饰之后、返回值之前的<>内,指定一个或多个类型参数的名字在定义泛型接口时，在紧跟接口名之后的<>内,指定一个或多个类型参数的名字Java泛型的使用实例一、任务描述二、任务分析、设计三、任务实施四、运行结果本学习情境主要内容34一、任务描述使用Java泛型机制编写应用程序。任务需求：设计一个泛型类Pair<K,V>，然后设计一个泛型接口，其中定义泛型方法compare(Pair<K,V>p1,Pair<K,V>p2)，用于比较两个Pair<K,V>的对象是否相同。二、任务分析、设计首先定义泛型类Pair<K,V>，有两个属性k和v。接着定义泛型接口BaseInterface，其中设计一个泛型方法compare（），用于比较两个Pair的对象是否相同。再定义PairUtil类，实现泛型接口BaseInterface。最后定义测试类PairTest。其类图如图4-1所示。三、任务实施第一步，定义泛型类Pair<K,V>有两个类型参数K,V其中声明泛型方法compare以实现对两个Pair对象的比较,返回值为布尔类型。在访问修饰符和返回值类型之间使用泛型<K,V>参数

第二步，定义泛型接口publicinterfaceBaseInterface<K,V>{ public<K,V>booleancompare(Pair<K,V>p1,Pair<K,V>p2);}第三步定义类PairUtil，实现泛型接口publicclassPairUtil<K,V>implementsBaseInterface<K,V>{ @Override public<K,V>

boolean

compare(Pair<K,V>p1,Pair<K,V>p2){ //TODOAuto-generatedmethodstub return(p1.getKey().equals(p2.getKey()))&&(p1.getValue().equals(p2.getValue())); }}第四步，编写测试类Pair<String,String>p1=newPair<String,String>("name","zhang");Pair<String,String>p2=newPair<String,String>("name","liu");BaseInterface

utilBase=newPairUtil();System.out.println("比较结果：p1=p2\t"+utilBpare(p1,p2));首先创建两个Pair<String,String>的对象p1和p2，然后使用new通过泛型接口的实现类创建utilBase对象，再通过该对象调用比较方法compare()进行比较p1和p2。Pair<String,Integer>p3=newPair<String,Integer>("age",67);Pair<String,Integer>p4=newPair<String,Integer>("age",67);System.out.println("比较结果：p3=p4\t"+utilBpare(p3,p4));再创建两个Pair<String,String>的对象p3和p4，

通过泛型接口的实现类的对象utilBase对象，调用比较方法compare()进行比较p3和p4。Pair<Integer,String>p5=newPair<Integer,String>(1,"apple");Pair<Integer,String>p6=newPair<Integer,String>(2,"pear");booleansame=utilBpare(p5,p6);System.out.print("比较结果:p5=p6\t"+same);最后创建两个Pair<String,String>的对象p5和p6，

通过泛型接口的实现类的对象utilBase对象，调用比较方法compare()进行比较p5和p6。这是运行结果从结果中可以看出,p3和p4相同，因为其K和V都相同四、运行结果小结本学习情境通过一个实例讲述了Java泛型类、泛型接口、泛型方法的使用通用型DAO层使用泛型一、应用场景二、Java分层架构模式三、数据访问层DAO模式四、DAO接口、实现类五、不使用泛型时DAO接口、实现类六、使用泛型时通用DAO接口、实现类本学习情境主要内容50一、应用场景使用Java开发企业应用都会涉及到对象的持久化操作，为了降低业务逻辑操作的耦合度，通常需要创建大量的DAO（DataAccessObject）对象来访问数据库对象。DAO对象主要功能就是实现C（创建）R(读取)U（更新）D（删除）操作。数据库中的对象有很多，每一个对象都写一个DAO,显得很繁琐，每一个DAO都要写CRUD操作，这样代码的重复率高，在开发过程中我们常常需要花费大量的时间重复定义上述的方法。利用JDK5引入的泛型语法，实现一个通用的DAO对象，代码的复用得到了很好的应用，提高了代码的效率。二、Java分层架构模式这是Java的分层架构图表现层（JSP）：表现层也称为界面层，用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。业务层（逻辑层、service层）：业务层（BusinessLogicLayer）是系统架构中核心部分。主要集中在业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计。持久层（DAO）：持久层，也称为是数据访问层，其功能主要是负责数据库的访问，可以访问数据库系统、二进制文件、文本文档或是XML文档。采用DAO模式，建立实体类和数据库表映射（ORM映射）。三、数据访问层DAO模式DAO(DataAccessObject)：数据存取对象，能够实现对持久化数据的访问。DAO在实体类与数据库之间起着转换器的作用，能够把实体类转换为数据库中的记录。DAO主要操作：读取、查找、保存、修改、删除。简称CRUD操作。DAO模式的组成部分DAO设计模式包括五部分：1.数据库连接类（包含数据库的连接与关闭操作的一个类）2.VO类（私有变量与数据库表格对应，接收数据库中表格各字段内容），3.DAO接口类（包含数据库的各项操作，增，删，改，查函数的定义），4.DAO实现类（具体实现DAO接口中定义的数据库操作函数），5.DAO工厂类（提供一个返回值为DAO接口类型的静态方法，获得DAO实现的实例）四、DAO接口、实现类在DAO模式中，需要编写DAO接口及DAO的实现类DAOImpl来操作数据库。DAO接口中定义了所有的用户操作，如添加记录、删除记录及查询记录等等。DAO的实现类重写接口的方法。接口是一种抽象，只含有抽象方法和常量；接口是一种规范，它被用来要求类(Class)必须实现指定的方法；接口是一种契约，它可以有多种实现。为什么要使用接口？这是一个实例UserDAO接口声明了CRUD的方法UserDAOImpl类实现UserDAO接口publicinterfaceUserDAO{publicvoidinsert(Useruser)throwsException;publicvoidupdate(Useruser)throwsException;publicvoiddelete(intuserid)throwsException;publicUserqueryById(intuserid)throwsException;publicList<User>queryAll()throwsException;}publicclassUserDAOImplimplementsUserDAO{

@Overridepublicvoidinsert(Useruser)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstub}@Overridepublicvoidupdate(Useruser)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstub}@Overridepublicvoiddelete(intuserid)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstub}@OverridepublicUserqueryById(intuserid)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstub}@OverridepublicList<User>queryAll()throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstub}DAO的实现类UserDAOImpl实现了DAO接口，重写了接口中定义的所有方法。也可以有自己的独有的方法五、不使用泛型时DAO接口、实现类在实际的工程项目中，有多个数据库中的表，例如高校图书管理系统中有，图书基本信息表Book，教师信息表Teacher，学生信息表Student，用户表User，出版社信息表Publishing，图书分类信息表Category等。可通过DAO实现对数据库中的表数据进行操作，包括增删改查（CRUD）操作。这些基本信息表对应Java的实体类，就是数据库中的表和Java对象里的一种映射关系（ORM）。如果每个实体类的DAO都包含CRUD操作。这样就使得代码冗余度较高。使用泛型接可以解决代码复用问题。对于BookDAO和StudentDAO、TeacherDAO，可以将公共的CRUD方法提取到BaseDAO中，这样提高了代码的复用，简化了代码。六、使用泛型时通用DAO接口、实现类BaseDAO使用了泛型接口和泛型方法，BaseDAOImpl使用了泛型类和泛型方法，里面封装了实体类相同的操作。当需要操作不同表的时候，将T换成相对应的实体类，即User或者是Teacher或者是其他的实体类就可以了。BookDAO、StudentDAO、TeacherDAO都是继承自BaseDAO,其处理接口和其实现类中只定义自己的特有方法。抽取原理图如下：BaseDAO中定义CRUD操作，包括add()、delete()、update()、queryAll()等方法BookDAO、StudentDAO、TeacherDAO继承BaseDAOBaseDAOImpl实现BaseDAOBookDAOImpl继承BaseDAOImpl、实现BookDAOStudentDAOImpl继承BaseDAOImpl、实现StudentDAOTeacherDAOImpl继承BaseDAOImpl、实现TeacherDAO1.定义BaseDAO接口publicinterfaceBaseDAO<T>{publicvoidinsert(Tt);publicvoidupdate(Tt);publicvoiddelete(intid);publicTqueryById(intuserid);publicList<T>queryAll();}使用了泛型接口，抽取的常规的CRUD操作实现步骤：publicinterfaceBookDAOextendsBaseDAO<Book>{

}publicinterfaceTeacherDAOextendsBaseDAO<Teacher>{}他们继承BaseDAO传递类型参数Book或Teacher2.定义实体DAO接口3.定义DAO的实现类publicclassBaseDAOImpl<T>implementsBaseDAO<T>{}其实现BaseDAO接口，重写BaseDAO接口中的方法，使用了泛型。publicclassBookDAOImplextends

BaseDAOImpl<Book>implementsBookDAO{}继承泛型类BaseDAOImpl<Book>，实现BookDAO接口。这里传递类型参数Book4.定义实体DAO的实现类publicclassTeacherDAOImplextends

BaseDAOImpl<Teacher>implementsTeacherDAO{}同样的，定义TeacherDAOImpl类继承泛型类BaseDAOImpl<Teacher>，实现TeacherDAO接口。这里传递类型参数Teacher同样的，定义StudentDAOImpl类publicclassStudentDAOImplextendsBaseDAOImpl<Student>implementsStudentDAO{

}继承泛型类BaseDAOImpl<Student>，实现StudentDAO接口这里传递类型参数Student小结DAO层是数据访问层，其功能主要是负责数据库的访问，实现CRUD操作DAO层是需要写DAO接口及其DAOImpl实现类使用泛型实现一个通用的DAO层，代码的复用得到了很好的应用，提高了代码的效率通用型DAO层使用泛型的应用实例一、任务描述二、任务分析、设计三、任务实施四、运行结果本学习情境主要内容81一、任务描述编写通用型DAO层应用程序任务需求：使用泛型机制编写通用型DAO层以实现对数据库表的CURD的操作。二、任务分析、设计Bean(实体类)，

Book,Teacher,Student等DAO(数据访问层)，

BaseDAO,BookDAO,TeacherDAO等Impl(具体方法实现)，

BaseDAOImpl,BookDAOImpl,TeacherDAOImpl等JDBC(数据库连接类)Test(测试类)本实例中涉及的类和接口其类图如图所示DAO模式开发步骤（1）建立数据库，建表（2）创建实体类，和相应的数据库的表是对应的（3）创建Dao的基类接口（4）创建Dao的通用实现类（5）创建具体表的Dao类（6）创建具体表的Dao实现类（7）创建测试类三、任务实施1.

建立数据库，建表2.创建实体类（对应数据库的表）publicclassBook{ intid; Stringname; Stringpublisher; Stringauthor;//省略setter和getter方法}3.定义DAO的基接口BaseDAO使用泛型接口，声明CRUD方法，使用泛型方法4.定义DA