泛型: 揭开Java中ArrayList的神秘面纱

2023-07-26 01:37:23

泛型：提升代码灵活性和可重用的终极指南

在软件开发中，我们常常需要处理各种类型的数据。过去，我们必须为每种数据类型编写单独的代码，这既耗时又容易出错。泛型的出现改变了这一切，它允许我们编写代码，这些代码可以灵活地适应不同类型的数据，从而提高代码的灵活性、可重用性和安全性。

什么是泛型？

泛型是一种参数化的类型系统，它允许我们在代码中定义类型变量。这些类型变量就像占位符，可以在需要时被替换为特定的类型。使用泛型，我们可以编写一次代码，然后用不同的类型多次使用它。

泛型的语法

在 Java 中，泛型的语法如下：

public class ArrayList<T> {
    private T[] elements;
}

在这里，<T> 表示这是一个泛型类，T 是类型变量，它可以在声明类时指定。例如，T 可以是 String、Integer 或 ArrayList<Integer>。

泛型的使用场景

泛型在各种场景中都有广泛应用，包括：

集合框架： 泛型用于实现集合框架，如 ArrayList、LinkedList 和 HashMap。这使得集合框架更加灵活和可重用，因为它可以存储不同类型的数据。
数据结构： 泛型也可以用于实现数据结构，如栈、队列和树。这使得数据结构更加灵活和可重用，因为它可以存储不同类型的数据。
编程语言： 泛型被用于实现编程语言，如 Java 和 C#。这使得编程语言更加灵活和可重用，因为它允许开发者编写可以处理不同类型数据的代码。

泛型 ArrayList 的实现

ArrayList 是一个动态数组，它可以自动增长和缩小。ArrayList 使用泛型来存储数据，这使得它可以存储任何类型的数据。

以下是如何实现一个泛型的 ArrayList：

public class ArrayList<T> {
    private T[] elements;
    private int size;

    public ArrayList() {
        this.elements = (T[]) new Object[10];
        this.size = 0;
    }

    public void add(T element) {
        if (this.size == this.elements.length) {
            this.growArray();
        }
        this.elements[this.size++] = element;
    }

    private void growArray() {
        T[] newElements = (T[]) new Object[this.elements.length * 2];
        for (int i = 0; i < this.size; i++) {
            newElements[i] = this.elements[i];
        }
        this.elements = newElements;
    }

    public T get(int index) {
        if (index < 0 || index >= this.size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        return this.elements[index];
    }

    public void set(int index, T element) {
        if (index < 0 || index >= this.size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
        this.elements[index] = element;
    }

    public int size() {
        return this.size;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return this.size == 0;
    }
}