掌握 Java 泛型：带有代码示例的综合指南

1.了解Java泛型的基础知识

Java 泛型允许您使用类型参数定义类、接口和方法。这意味着您可以编写适用于不同数据类型的代码，同时确保编译时的类型安全。

1.1 什么是泛型？

泛型是 Java 5 中引入的一项功能，允许您使用其所操作的数据类型的占位符来定义类、接口或方法。这有助于创建可用于任何类型的类和方法，同时仍提供编译时类型安全性。

示例：

public class Box<T> {
    private T value;

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

在此示例中，T 是一个类型参数，当您创建 Box 实例时，可以将其替换为任何数据类型。

1.2 为什么使用泛型？

仿制药有几个好处：

• 类型安全：它们消除了强制转换的需要，并通过在编译时捕获类型不匹配来减少运行时错误。
• 代码可重用性：它们允许您创建可以处理不同数据类型的单个类或方法。
• 消除类型转换：使用泛型减少了类型转换的需要，使您的代码更干净且不易出错。

示例：

没有泛型：

List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
String s = (String) list.get(0); // Casting needed

使用泛型：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
String s = list.get(0); // No casting needed

2. 在类中使用泛型

泛型可以与类一起使用，以确保类型安全性和灵活性。以下是如何在类定义中有效地使用泛型。

2.1 泛型类示例

考虑一个泛型类 Pair，它包含两个可能不同类型的值：

public class Pair<K, V> {
    private K key;
    private V value;

    public Pair(K key, V value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public K getKey() {
        return key;
    }

    public V getValue() {
        return value;
    }
}

在此示例中，K 和 V 是创建 Pair 实例时可以指定的类型参数。

使用示例：

Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("Age", 30);
System.out.println("Key: " + pair.getKey() + ", Value: " + pair.getValue());

2.2 有界类型参数

有时，您可能想要限制可与泛型类或方法一起使用的类型。有界类型参数允许您指定一系列可接受的类型。

示例：

public class NumberUtils {
    public static <T extends Number> void printNumber(T number) {
        System.out.println("Number: " + number);
    }
}

这里，T 仅限于 Number 的子类，例如 Integer、Double 等。

使用示例：

NumberUtils.printNumber(10); // Valid
NumberUtils.printNumber(10.5); // Valid

3. 方法中的泛型

泛型不限于类。它们还可以在方法中使用来创建灵活且类型安全的方法。

3.1 通用方法示例

这是一个返回两个值中的最大值的方法：

public class Util {
    public static <T extends Comparable<T>> T max(T a, T b) {
        return a.compareTo(b) > 0 ? a : b;
    }
}

在这个方法中，T是一个类型参数，必须扩展Comparable，确保T可以进行比较。

使用示例：

public class Box<T> {
    private T value;

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

3.2 泛型中的通配符

通配符允许您以更灵活的方式指定一系列可接受的类型。例如， ？ extends T 表示扩展 T 的未知类型，而 ? super T 表示未知类型，它是 T 的超类型。

示例：

List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
String s = (String) list.get(0); // Casting needed

使用示例：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
String s = list.get(0); // No casting needed

4. 结论

掌握Java泛型可以大大增强代码的灵活性和安全性。通过了解如何在类、方法中使用泛型以及通配符，您将能够编写更健壮且可重用的代码。如果您有任何疑问或需要进一步说明，请随时在下面发表评论！

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