Java 泛型與元程式設計的關係

泛型和元編程是 Java 中用於創建靈活且可重複使用程式碼的強大工具：泛型允許使用參數化類型，增強類型安全性，並消除原始類型需求。元編程透過反射操作程式碼，使其可在運行時確定泛型資訊並實現抽象。實戰中，泛型和元程式設計結合可建立通用filter方法，無需為各種情況建立特定程式碼。

Java 泛型與元程式設計的關係

泛型和元程式設計是Java 中強大的工具，它們可以幫助開發人員建立更靈活和可重複使用的程式碼。

泛型

泛型允許開發人員使用參數化類型來建立類別、介面和方法，這些類型可以與任何類型的資料一起使用。這消除了對原始類型（如 Object）的需求，並增強了類型安全性。

例如，一個泛型 List：

public class CustomList<T> {
    private List<T> items;
    
    public void addItem(T item) {
        items.add(item);
    }
}

此 List 可以在不指定特定類型的情況下用於儲存任何類型的物件。

元程式設計

元程式設計是指在執行時間操作程式碼或程式的能力。 Java 中的反射可讓開發人員檢查和修改類別、方法和欄位的資訊。

例如，我們可以使用反射來取得CustomList 類別的類型參數：

Class<CustomList<String>> listClass = CustomList.class;
TypeVariable<?>[] typeParams = listClass.getTypeParameters();
System.out.println(typeParams[0].getName()); // 输出 "T"

關係

泛型和元程式設計緊密相關，因為泛型資訊在元編程中可用。開發人員可以利用反射動態地確定泛型參數，從而實現更高層級的抽象。

例如，我們可以使用反射來建立類型參數為特定類型的CustomList 實例：

CustomList<String> stringList =
        (CustomList<String>) listClass.getDeclaredConstructor().newInstance();

實戰案例

現在，我們來展示一個使用泛型和元編程的實戰案例。假設我們有一個接口，該接口定義了一個filter方法，用於過濾一個集合並返回新集合：

public interface Filter<T> {
    boolean test(T item);
}

我們可以使用泛型和元編程來創建通用的filter方法，該方法可以使用任何過濾器來過濾任何集合：

public static <T> List<T> filter(List<T> items, Filter<T> filter) {
    List<T> filteredItems = new ArrayList<>();
    for (T item : items) {
        if (filter.test(item)) {
            filteredItems.add(item);
        }
    }
    return filteredItems;
}

現在，我們可以使用此方法來過濾不同類型的集合和過濾器：

List<Integer> numbers = filter(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5),
        item -> item % 2 == 0);

List<String> strings = filter(Arrays.asList("apple", "banana", "cherry"),
        item -> item.startsWith("b"));

透過使用泛型和元編程，我們實現了通用的解決方案，該解決方案可以在各種情況下進行過濾，而無需為每種情況創建特定的代碼。

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