Java 基础教程

Java 泛型类

泛型类定义

泛型类是指具有一个或多个类型参数的类。通过使用类型参数,可以在实例化时指定具体的类型,从而实现代码的通用性和类型安全性。

泛型类的定义格式如下:

public class 类名<类型参数1, 类型参数2, ...> {
   // 类的成员变量、方法等
}

其中,类型参数可以是任意合法的 Java 标识符,通常使用单个大写字母来表示,例如 T、E、K 等。

在泛型类中,可以使用类型参数来定义类的成员变量、方法参数、方法返回值等。在实例化泛型类时,可以指定具体的类型来替换类型参数。

下面是一个示例,定义了一个泛型类 Box,用于存储任意类型的对象:

public class Box<T> {
   private T item;

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

   public T getItem() {
       return item;
   }
}

在上面的例子中,Box 类使用了类型参数 T,表示存储的对象的类型。通过 setItem 方法和 getItem 方法,可以设置和获取存储的对象。

可以通过以下方式实例化泛型类 Box:

// 使用整形对象实例化 Box
Box<Integer> intBox = new Box<Integer>();
intBox.setItem(10);
int item = intBox.getItem(); // 返回 10

// 使用字符串类型实例化 Box
Box<String> stringBox = new Box<String>();
stringBox.setItem("Hello");
String item = stringBox.getItem(); // 返回 "Hello"

通过指定具体的类型参数,可以在实例化时确定存储对象的类型,并保证类型安全性。

泛型类优点

通过使用泛型类,可以实现对不同类型的支持,提高代码的可维护性和可靠性。泛型类具有以下优点:

(1)代码重用性:泛型类可以在不同的场景下使用相同的代码逻辑,只需通过指定不同的类型参数来实现对不同类型的支持。这样可以减少重复编写类似的代码,提高代码的重用性。

(2)类型安全性:泛型类在编译时进行类型检查,可以在编译阶段捕捉到类型错误,避免在运行时出现类型转换异常。这样可以提高代码的健壮性和可靠性。

(3)简化代码:泛型类可以通过类型参数来减少代码量和代码复杂性。通过使用泛型,可以避免手动进行类型转换和类型判断的繁琐操作,使代码更加简洁和易读。

(4)提供编译时类型检查:泛型类可以在编译时对类型进行检查,确保在使用泛型类时传入的类型符合预期。这样可以避免在运行时出现类型错误,提高代码的可靠性和可维护性。

(5)提高性能:泛型类在编译时会进行类型擦除,将泛型类型转换为原始类型。这样可以避免在运行时进行类型检查和类型转换的开销,提高代码的执行效率。

泛型类通配符

泛型类通配符是一种特殊的类型参数,用于在泛型类中表示未知类型或限制类型的上界或下界。通配符使用 “?” 符号表示。

通配符可以分为两种类型:无界通配符和有界通配符。

无界通配符(Unbounded Wildcard)

使用`?`表示,表示未知类型。在泛型类中使用无界通配符,可以接受任意类型的对象。

public class Box<T> {
  public void doSomething(Box<?> box) {
      // 处理box中的对象,但无法确定具体类型
  }
}

在上面的例子中,doSomething 方法接受一个类型为 Box<?> 的参数,可以处理任意类型的 Box 对象,但无法确定具体的类型。

有界通配符(Bounded Wildcard)

使用 “? extends 类型” 表示上界通配符,使用 “? super 类型” 表示下界通配符。有界通配符用于限制泛型类的类型参数的范围。

上界通配符

表示泛型类的类型参数必须是指定类型或其子类型。

public class Box<T extends Number> {
    public void doSomething(Box<? extends Number> box) {
        // 处理box中的对象,可以确定是Number类型或其子类型
    }
}

在上面的例子中,doSomething 方法接受一个类型为 Box<? extends Number> 的参数,可以处理存储了 Number 类型或其子类型的 Box 对象。

下界通配符

表示泛型类的类型参数必须是指定类型或其父类型。

public class Box<T super Integer> {
    public void doSomething(Box<? super Integer> box) {
        // 处理box中的对象,可以确定是Integer类型或其父类型
    }
}

在上面的例子中,doSomething 方法接受一个类型为 Box<? super Integer> 的参数,可以处理存储了 Integer 类型或其父类型的 Box 对象。

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