Java泛型是Java编程语言中的一个关键特性,它在2004年随着JDK 5.0的发布被引入,极大地增强了类型安全性和代码可读性。泛型允许我们在编写类、接口和方法时指定一种或多种类型,使得编译器能够检查代码中对象的类型,防止不兼容类型的对象在运行时进行操作。这样做不仅减少了运行时错误,还消除了大量的类型转换代码,使程序更加简洁、高效。 1. **泛型的基本概念** - **类型参数**:在定义泛型类或泛型方法时,我们使用尖括号 `<T>` 来声明类型参数,其中 `T` 是一个占位符,代表某种未知的类型。 - **类型参数约束**:我们可以为类型参数设置边界,例如 `T extends Number` 表示 `T` 必须是 `Number` 或其子类。 - **通配符**:`?` 代表任意类型,但有其限制。例如,`List<?>` 表示可以存储任意类型,但不能向其中添加元素。 2. **泛型类** - **实例化泛型类**:创建泛型类的实例时,我们可以指定实际类型,如 `ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();` - **无参构造函数与类型擦除**:Java泛型在编译后会执行类型擦除,这意味着在运行时泛型类的实例实际上是无类型的,因此无法通过new操作符来创建带有类型参数的构造函数。 3. **泛型方法** - **声明泛型方法**:方法的返回值或参数类型可以包含类型参数,如 `public <T> void swap(T a, T b) {}` - **方法中的类型推断**:Java编译器可以自动推断出方法调用时的类型参数,如 `swap("hello", "world");` 4. **泛型接口** - **定义泛型接口**:接口可以包含类型参数,如 `interface Container<T> { T get(); }` - **实现泛型接口**:实现泛型接口时,可以指定具体类型或使用类型参数,如 `class Box<T> implements Container<T> { ... }` 5. **泛型通配符的上限和下限** - **上限通配符**:`? extends SomeType` 允许任何SomeType或其子类的对象。 - **下限通配符**:`? super SomeType` 允许任何SomeType或其父类的对象。 6. **类型擦除与桥接方法** - 类型擦除导致了桥接方法的生成,这些方法用于保持多态性,因为编译后的泛型代码与没有泛型的代码是等价的。 7. **泛型与集合** - **泛型集合**:使用泛型可以确保集合中只存储特定类型的数据,如 `List<String>` 只能存储字符串。 - **类型安全的转换**:`Collections.<String>copy(dest, src);` 确保源和目标集合的类型匹配。 8. **野性类型** - **警告**:使用未指定类型的泛型(如 `List list = new ArrayList();`)会产生编译警告,因为可能引入类型不安全的操作。 - **必要时使用**:在某些情况下,如与旧代码交互时,可能需要使用野生类型。 9. **多类型参数**:一个泛型类或方法可以有多个类型参数,如 `<T, U>`。 10. **泛型与枚举**:枚举也可以使用泛型,提供更灵活的类型安全。 通过深入理解和熟练运用Java泛型,开发者可以编写出更健壮、类型安全的代码,减少潜在的运行时异常,并提高代码的可维护性和复用性。在实际项目中,合理使用泛型可以显著提高代码质量。
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