泛型基础入门：提升编程的安全性和效率

叁歲伎倆 2024-04-25 08:56 9阅读 0赞

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### 一、基础概念 ###

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泛型（Generics）是Java中的一种语言特性，它允许在定义类、接口或方法时使用类型参数，从而实现代码的重用性和类型安全性。

通过使用泛型，我们可以在类、接口或方法中使用未指定具体类型的通用类型参数（也称为类型变量）。这样一来，我们就可以在实例化类、实现接口或调用方法时，传入具体的类型参数来实现参数化类型。

**泛型提供了以下几个主要的优势**：

1.  **类型安全性**：通过使用泛型，我们可以在编译时检查类型的一致性，从而避免运行时的类型错误。
2.  **代码重用性**：通过定义泛型类、接口或方法，我们可以编写一次代码，然后通过传入不同的类型参数实现对不同类型的重复使用。
3.  **简化代码和增强可读性**：泛型可以让代码更加简洁和可读。它们能够隐藏类型转换的细节和冗余代码。

例如，使用泛型，我们可以创建一个通用的列表（List）类，可以存储任意类型的元素，而不需要为每种特定类型创建一个独立的列表类。

List<String> stringList = new ArrayList<>(); // 创建一个存储字符串的列表
    stringList.add("Hello");
    String value = stringList.get(0); // 获取列表中的元素，无需类型转换
    
    List<Integer> integerList = new ArrayList<>(); // 创建一个存储整数的列表
    integerList.add(10);
    int number = integerList.get(0); // 获取列表中的元素，无需类型转换

在上面的示例中，列表类（List）通过使用泛型可以存储不同类型的元素，而无需进行类型转换，并且可以在编译时进行类型检查，避免运行时的类型错误。

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### 二 、使用案例 ###

泛型的使用语法如下：

1.  定义泛型类：

class ClassName<T> {
        
        // 泛型类的成员变量和方法定义
    }

在类名后面使用尖括号（<>）定义泛型的类型参数，可以使用任意字母或单词作为泛型类型参数的标识符。在类的成员变量和方法中，可以使用泛型类型参数作为具体的类型。

1.  实例化泛型类：

ClassName<Type> objectName = new ClassName<Type>();

在实例化泛型类时，需要在类名后面使用尖括号指定具体的类型参数。

1.  定义泛型方法：

public <T> void methodName(T parameter) {
        
        // 泛型方法的代码
    }

在方法的返回类型前面使用尖括号定义泛型类型参数，可以在方法内部使用该类型参数。

1.  使用通配符：

*  上界通配符（? extends Type）：表示泛型的上界，只能接受Type类型或其子类型。
 *  下界通配符（? super Type）：表示泛型的下界，只能接受Type类型或其父类型。
 *  无界通配符（?）：表示可以接受任意类型。

1.  使用泛型限定：

可以使用extends关键字来限定泛型的类型参数，表示只能是指定类型或指定类型的子类。

例如：

public class Pair<T extends Number> {
        
        private T first;
        private T second;
        
        public Pair(T first, T second) {
        
            this.first = first;
            this.second = second;
        }
        
        // getter和setter方法
    }

在上面的示例中，我们使用extends关键字限定泛型类型参数T必须是Number类型或其子类型。

通过使用泛型，我们可以实现对不同类型的重复使用，提高代码的可读性和重用性。

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### 三、总结归纳 ###

泛型的出现解决了以下几个问题：

1.  **类型安全**：在使用泛型之前，集合类（如ArrayList）可以存储任意类型的对象，但在取出时需要进行类型转换，存在类型安全隐患。而使用泛型后，可以在编译期间进行类型检查，确保集合中存储的对象类型正确，减少了类型转换错误的可能性，提高了代码的安全性。
2.  **代码复用**：在使用泛型之前，如果想要创建一个集合类，需要为不同类型的对象分别实现一个单独的集合类。而使用泛型后，可以通过定义一个泛型类，可以将代码逻辑与具体的类型解耦，实现对不同类型的重复使用，提高了代码的复用性。
3.  **可读性和可维护性**：使用泛型可以使代码更加简洁和清晰，可以提供更好的可读性和可维护性。通过在代码中使用泛型定义类型参数，可以清晰地表达代码的意图，让代码更加易读和易于理解。

总之，泛型的出现解决了类型安全、代码复用和可读性等问题，提高了代码的可靠性、可维护性和可扩展性。

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