Java 泛型与枚举教程：7.2 泛型方法与通配符

在Java中，泛型是一种强大的特性，它允许我们在类、接口和方法中使用类型参数，从而实现类型的安全性和代码的重用性。泛型方法和通配符是泛型的重要组成部分，理解它们的使用方式和适用场景对于编写高效、可维护的代码至关重要。

1. 泛型方法

1.1 定义泛型方法

泛型方法是指在方法的声明中使用类型参数的方法。它的基本语法如下：

public <T> void methodName(T param) {
    // 方法体
}

在这个例子中，<T>是类型参数，T可以是任何类型。下面是一个简单的泛型方法示例：

public class GenericMethodExample {
    // 泛型方法
    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 = {"Hello", "World"};

        printArray(intArray); // 输出: 1 2 3 4 5
        printArray(strArray); // 输出: Hello World
    }
}

1.2 优点

类型安全：泛型方法在编译时进行类型检查，避免了类型转换异常。
代码重用：可以使用同一个方法处理不同类型的数据，减少代码重复。

1.3 缺点

复杂性：泛型方法的语法可能会让初学者感到困惑，尤其是在涉及多个类型参数时。
类型擦除：在运行时，泛型类型会被擦除为其原始类型，这可能导致某些类型信息的丢失。

1.4 注意事项

泛型方法可以有多个类型参数，例如：<T, U> void methodName(T param1, U param2).
在方法内部，不能使用new T()来创建泛型类型的实例，因为在运行时，Java并不知道T的具体类型。

2. 通配符

通配符是泛型中的一种特殊类型，通常用于表示不确定的类型。通配符的主要形式有三种：?、? extends T和? super T。

2.1 通配符的基本用法

通配符?表示未知类型，可以用于方法参数、返回值等场景。以下是一个使用通配符的示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

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

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> intList = new ArrayList<>();
        intList.add(1);
        intList.add(2);
        
        List<String> strList = new ArrayList<>();
        strList.add("Hello");
        strList.add("World");

        printList(intList); // 输出: 1 2
        printList(strList); // 输出: Hello World
    }
}

2.2 上界通配符

上界通配符? extends T表示可以接受T及其子类的类型。它通常用于读取数据的场景。示例如下：

public class UpperBoundWildcardExample {
    public static void printNumbers(List<? extends Number> list) {
        for (Number number : list) {
            System.out.println(number);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> intList = new ArrayList<>();
        intList.add(1);
        intList.add(2);
        
        List<Double> doubleList = new ArrayList<>();
        doubleList.add(1.1);
        doubleList.add(2.2);

        printNumbers(intList); // 输出: 1 2
        printNumbers(doubleList); // 输出: 1.1 2.2
    }
}

2.3 下界通配符

下界通配符? super T表示可以接受T及其父类的类型。它通常用于写入数据的场景。示例如下：

public class LowerBoundWildcardExample {
    public static void addNumbers(List<? super Integer> list) {
        list.add(1);
        list.add(2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Number> numberList = new ArrayList<>();
        addNumbers(numberList);
        
        System.out.println(numberList); // 输出: [1, 2]
    }
}

2.4 优点

灵活性：通配符允许我们编写更灵活的方法，能够处理多种类型。
类型安全：使用通配符可以确保类型安全，避免了类型转换异常。

2.5 缺点

限制性：使用通配符时，不能直接添加元素（除了使用下界通配符），这可能会限制某些操作。
可读性：通配符的使用可能会使代码变得不易理解，尤其是在复杂的泛型结构中。

2.6 注意事项

通配符不能用于创建泛型对象，例如List<?> list = new ArrayList<?>();是非法的。
在使用通配符时，尽量保持方法的简洁性，避免过度使用，导致代码可读性下降。

3. 总结

泛型方法和通配符是Java泛型的重要组成部分，它们提供了强大的类型安全和灵活性。通过合理使用泛型方法和通配符，我们可以编写出更具可重用性和可维护性的代码。在使用时，需要注意它们的优缺点以及适用场景，以便在实际开发中做出最佳选择。希望本教程能帮助你更深入地理解Java中的泛型与枚举，提升你的编程能力。