了解 Java 中的泛型：带有自定义类的购物车示例

Java 泛型对于编写类型安全、可重用的代码至关重要。 它们支持创建可以处理各种数据类型的类、方法和接口，从而增强代码的稳健性和灵活性。本文使用购物车示例来说明泛型，该购物车示例存储由自定义类表示的不同水果类型。

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为什么是泛型？数组的局限性

Java 数组是特定于类型的；一种类型的数组不能容纳另一种类型的元素：

String[] fruits = new String[3];
fruits[0] = "Apple";  // Correct
fruits[1] = 123;      // Compile-time error

这种类型安全性是有益的，但数组缺乏灵活性。 使用数组创建各种水果（香蕉、苹果、葡萄）的购物车需要繁琐的手动类型处理。

泛型提供了一个解决方案：灵活且类型安全的数据结构。让我们从自定义 Fruit 类开始构建它。

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第 1 步：定义水果类

我们将为 Banana、Apple 和 Grape 定义一个基 Fruit 类和子类，每个类都具有独特的属性。

// Base class for fruits
public abstract class Fruit {
    private String name;

    public Fruit(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

// Specific fruit classes
public class Banana extends Fruit {
    public Banana() {
        super("Banana");
    }
}

public class Apple extends Fruit {
    public Apple() {
        super("Apple");
    }
}

public class Grape extends Fruit {
    public Grape() {
        super("Grape");
    }
}

抽象类基本原理

Fruit 类是抽象的，提供通用功能（如 name）并建立清晰的继承结构。 如果需要多重继承或更简单的契约，则接口可能更可取。这值得进一步讨论！

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第 2 步：创建通用购物车

现在，让我们使用泛型构建一个 ShoppingCart 类来保存任何水果类型，同时保持类型安全。

import java.util.ArrayList;

public class ShoppingCart<T extends Fruit> { // Restricts to Fruit and subclasses
    private ArrayList<T> items = new ArrayList<>();

    public void addItem(T item) {
        items.add(item);
    }

    public void removeItem(T item) {
        items.remove(item);
    }

    public void displayItems() {
        for (T item : items) {
            System.out.println(item.getName());
        }
    }
}

T extends Fruit 确保只能添加​​ Fruit 或其后代，防止类型错误。

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第 3 步：使用购物车

让我们看看如何将 ShoppingCart 与我们的水果对象一起使用。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart<Fruit> fruitCart = new ShoppingCart<>();

        // Adding fruits
        fruitCart.addItem(new Banana());
        fruitCart.addItem(new Apple());
        fruitCart.addItem(new Grape());

        // Displaying contents
        System.out.println("Shopping Cart:");
        fruitCart.displayItems();

        // Removing an item
        fruitCart.removeItem(new Apple()); // Removal based on object equality (equals() can be overridden)
        System.out.println("\nAfter removing Apple:");
        fruitCart.displayItems();
    }
}

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泛型的优点

1. 类型安全： 限制 T 防止添加不正确的类型。
2. 灵活性： 购物车可处理任何 Fruit 类型，提高可重用性。
3. 无需转换：检索项目不需要转换，减少运行时错误。

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结论

这个 Fruit 层次结构和 ShoppingCart 示例演示了 Java 泛型的强大功能和灵活性。 泛型增强了代码的清晰度和可维护性，使它们对于各个级别的 Java 开发人员来说都是无价的。

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？参考文献

• Java 泛型文档
• 高效 Java (Joshua Bloch)

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• 投资组合

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