Java中的“泛型“

泛型（Generics）是Java中的一种重要特性，它允许在定义类、接口和方法时使用类型参数（type parameters）。泛型的主要目的是提高代码的类型安全性和重用性。下面我将详细讲解Java中的泛型。

 1. 泛型的基本概念

泛型允许我们在定义类、接口或方法时使用一个或多个类型参数，这些类型参数在使用时会被具体的类型替换。例如，List<E> 是一个泛型接口，其中 E 是一个类型参数。

 2. 泛型的优点

 类型安全：使用泛型可以在编译时检查类型，避免了运行时出现 ClassCastException。

 代码重用：泛型允许编写更通用的代码，可以处理不同类型的数据。

 消除类型转换：使用泛型可以避免显式的类型转换，使代码更简洁。

 3. 泛型的基本语法

 3.1 泛型类

定义一个泛型类：

public class Box<T> {private T t;public void set(T t) {this.t = t;}public T get() {return t;}
}

使用泛型类：

Box<Integer> integerBox = new Box<>();
integerBox.set(10);
Integer value = integerBox.get();

3.2 泛型方法

定义一个泛型方法：

public class Util {public static <T> void printArray(T[] array) {for (T element : array) {System.out.println(element);}}
}

使用泛型方法：

Integer[] intArray = {1, 2, 3};
Util.printArray(intArray);

3.3 泛型接口

定义一个泛型接口：

public interface Pair<K, V> {public K getKey();public V getValue();
}

实现泛型接口：

public class OrderedPair<K, V> implements Pair<K, V> {private K key;private V value;public OrderedPair(K key, V value) {this.key = key;this.value = value;}public K getKey() { return key; }public V getValue() { return value; }
}

4. 类型通配符

Java泛型中有三种通配符：

 无界通配符 ：表示任何类型。例如，List<> 是一个可以持有任何类型的列表。

 上限通配符  extends T：表示 T 或 T 的子类。例如，List< extends Number> 可以是 List<Integer> 或 List<Double>。

 下限通配符  super T：表示 T 或 T 的超类。例如，List< super Integer> 可以是 List<Number> 或 List<Object>。

示例：

public static void printList(List<?> list) {for (Object elem : list) {System.out.println(elem);}
}

5. 类型擦除

Java中的泛型是通过类型擦除（Type Erasure）实现的。编译器在编译时会将泛型类型参数替换为它们的限定类型（如果没有限定，则替换为 Object），并在必要时插入类型转换。

例如：

public class Box<T> {private T t;public void set(T t) { this.t = t; }public T get() { return t; }
}

编译后，类型参数 `T` 会被替换为 Object，相当于：

public class Box {private Object t;public void set(Object t) { this.t = t; }public Object get() { return t; }
}

6. 泛型的限制

 类型参数不能是基本类型：例如，不能使用 List<int>，只能使用 List<Integer>。

 泛型类型信息在运行时不可用：由于类型擦除，运行时无法获取具体的类型参数信息。

 7. 泛型的优势

 提高代码的可读性和可维护性：泛型使代码更简洁、更易于理解。

 增强类型安全：在编译时就能发现类型错误，减少运行时错误。

 支持泛型算法：可以编写更通用的算法，适用于多种数据类型。

 总结

泛型是Java中一个强大的特性，它通过提供类型参数增强了代码的类型安全性和重用性。理解并正确使用泛型，可以编写更健壮、更灵活的代码。