什么是泛型？有什么作用？

神的孩子都在歌唱

发布于 2025-03-05 20:00:53

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什么是泛型？有什么作用？

前言

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在Java的世界里，泛型（Generics）可能是你最重要的工具之一。它使得代码更加灵活和通用，提升了类型安全性，减少了错误。无论是集合框架、方法定义，还是类定义，泛型都大显身手。

一. 什么是泛型？

简单来说，泛型是Java语言的一种特性，允许你在定义类、接口和方法时，使用类型参数而不是固定的类型。也就是说，你可以在编写代码时，暂时使用占位符（如T、E等），并在使用时指定实际的类型。

java 中泛型标记符：

• E - Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
• T - Type（Java 类）
• K - Key（键）
• V - Value（值）
• N - Number（数值类型）
• ？ - 表示不确定的 java 类型

是不是很笼统？那么神唱就举个例子让大家理解一下，假设你定义了一个箱子类（Box），你希望这个箱子能够装任何类型的物品，而不仅仅是String或Integer。于是，你可以使用泛型：

public class Box<T> {
    private T value;

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

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

在这个例子中，T是一个泛型类型，它在实际使用时会被替换成具体的类型：

Box<Integer> intBox = new Box<>();
intBox.setValue(123);
Integer value = intBox.getValue();

Box<String> strBox = new Box<>();
strBox.setValue("神的孩子都在歌唱");
String message = strBox.getValue();

这种方式使得Box类可以存储任何类型的对象，而无需为每种类型创建不同的类。

二. 泛型的作用

2.1 增强代码的可复用性

泛型允许你编写通用的代码，适应不同的数据类型。例如，你可以编写一个只依赖于类型参数的类或方法，而不需要为每种数据类型编写重复的代码。

public class Box<T> {
    private T item;
    // 泛型使得Box类可以存储任意类型
}

2. 2 提高类型安全性

泛型大大减少了类型转换错误。比如，使用泛型集合时，编译器会在编译期检查你所存储的元素类型是否正确，从而避免运行时错误。

没有泛型时，集合只能存储Object类型，取出元素时可能需要强制转换：

List list = new ArrayList();
list.add("Hello");
String str = (String) list.get(0);  // 需要强制类型转换，容易出错

而使用泛型后，类型转换会自动处理：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
String str = list.get(0);  // 编译时保证类型安全

3.3 简化代码

使用泛型，你可以避免显式的类型转换，代码更加简洁，避免重复。

三. 如何使用泛型？

泛型可以应用于类、方法、接口等多个地方。让我们看一下如何使用它们。

3.1 泛型类

定义泛型类时，只需要在类名后面加上泛型参数：

public class Box<T> {
    private T item;

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

    public T getItem() {
        return item;
    }
}

3.2 泛型方法

泛型也可以用于方法中，方法的泛型类型可以与类的泛型类型不同：

public <T> void printArray(T[] array) {
    for (T element : array) {
        System.out.println(element);
    }
}

调用时，类型会自动推导：

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3.3 通配符（Wildcard）

泛型中还可以使用通配符（?）表示不确定的类型。常见的通配符有：

• ? extends T：表示T的子类型。
• ? super T：表示T的父类型。

例如，以下方法接受任何Number类型或其子类的列表：

public void printNumbers(List<? extends Number> list) {
    for (Number number : list) {
        System.out.println(number);
    }
}

四. 泛型的限制与注意事项

1. 不能创建泛型数组：由于类型擦除，Java不允许创建泛型数组。例如，new T[10]是非法的。
2. 类型擦除：泛型是通过类型擦除机制实现的，在编译时，所有的泛型类型都会被擦除并替换为Object，所以运行时无法获取泛型的具体类型。
3. 基本数据类型不能作为泛型：Java的泛型不能直接使用基本数据类型（如int、char等），只能使用它们的包装类（如Integer、Character等）。