游牧学院

6.5 集合工具类与泛型
7.2 泛型方法与通配符

Java 泛型与枚举教程

7.1 泛型的概念与使用

1. 什么是泛型

泛型（Generics）是Java 5引入的一种特性，它允许在类、接口和方法中定义类型参数。通过使用泛型，开发者可以编写更灵活和可重用的代码，同时提高类型安全性。泛型的主要目的是在编译时提供类型检查，避免在运行时出现类型转换异常。

2. 泛型的优点

  • 类型安全：使用泛型可以在编译时检查类型，减少了运行时错误的可能性。
  • 代码重用：泛型允许开发者编写通用的算法和数据结构，避免了代码重复。
  • 消除强制类型转换：使用泛型后，开发者不再需要进行强制类型转换，代码更加简洁和易读。

3. 泛型的缺点

  • 复杂性：泛型的语法和概念可能会让初学者感到困惑，增加了学习成本。
  • 类型擦除：Java的泛型在编译后会被擦除为原始类型，这意味着在运行时无法获取泛型的具体类型信息。
  • 限制：某些情况下，泛型不能用于基本数据类型（如int、char等），需要使用包装类（如Integer、Character等）。

4. 泛型的基本使用

4.1 泛型类

泛型类是指在类定义时使用类型参数。以下是一个简单的泛型类示例：

public class Box<T> {
    private T item;

    public void setItem(T item) {
        this.item = item;
    }

    public T getItem() {
        return item;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Box<String> stringBox = new Box<>();
        stringBox.setItem("Hello, Generics!");
        System.out.println(stringBox.getItem());

        Box<Integer> integerBox = new Box<>();
        integerBox.setItem(123);
        System.out.println(integerBox.getItem());
    }
}

在这个示例中，Box类是一个泛型类，T是类型参数。我们可以创建不同类型的Box实例，如Box<String>和Box<Integer>。

4.2 泛型方法

泛型方法是指在方法定义时使用类型参数。以下是一个泛型方法的示例：

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

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] intArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        String[] strArray = {"A", "B", "C"};

        printArray(intArray);
        printArray(strArray);
    }
}

在这个示例中，printArray方法是一个泛型方法，<T>表示类型参数。我们可以传入任何类型的数组，方法会打印出数组中的元素。

4.3 泛型接口

泛型接口是指在接口定义时使用类型参数。以下是一个泛型接口的示例：

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

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;
    }
}

public class GenericInterface {
    public static void main(String[] args) {
        Pair<String, Integer> pair = new OrderedPair<>("One", 1);
        System.out.println("Key: " + pair.getKey() + ", Value: " + pair.getValue());
    }
}

在这个示例中，Pair是一个泛型接口，OrderedPair是实现了该接口的泛型类。我们可以创建一个Pair<String, Integer>的实例。

5. 注意事项

  • 类型擦除：在Java中，泛型的类型参数在编译时会被擦除为原始类型，因此在运行时无法获取泛型的具体类型信息。例如，List<String>和List<Integer>在运行时都是List。

  • 不能使用基本数据类型：泛型不能使用基本数据类型，如int、char等，必须使用对应的包装类，如Integer、Character等。

  • 通配符：在某些情况下，使用通配符（?）可以提高代码的灵活性。例如，List<?>表示可以接受任何类型的列表。

  • 限制：泛型不能用于静态上下文中，例如静态方法或静态变量中，类型参数只能在实例方法中使用。

6. 结论

泛型是Java中一个强大而灵活的特性，它提高了代码的类型安全性和可重用性。通过使用泛型，开发者可以编写更通用的算法和数据结构，减少了类型转换的需要。然而，泛型的复杂性和类型擦除的特性也给开发者带来了一定的挑战。在使用泛型时，开发者需要注意其优缺点，并合理运用泛型特性来编写高质量的代码。

6.5 集合工具类与泛型
7.2 泛型方法与通配符