Java 泛型教程 | 深入浅出，轻松掌握 Java 泛型编程

后端

2024-02-02 22:17:32

泛型概述

泛型是 Java 编程语言中的一项重要特性，它允许您在编写代码时使用类型参数来定义方法、类或接口。泛型编程可以帮助您编写出更灵活、更可重用的代码。

泛型的核心思想是将类型参数化，这意味着您可以使用一个类型参数来表示多种不同的类型。例如，您可以创建一个泛型方法来操作任何类型的列表，而无需为每种类型的列表编写单独的方法。

泛型可以应用于方法、类和接口。泛型方法可以接受任何类型的参数，并返回任何类型的结果。泛型类可以存储任何类型的对象，而泛型接口可以定义任何类型的成员变量和方法。

泛型方法

泛型方法是接受类型参数的方法。类型参数可以出现在方法的签名中，也可以出现在方法体中。

以下是一个接受类型参数的泛型方法的示例：

public static <T> List<T> sort(List<T> list) {
  // 对列表进行排序
  Collections.sort(list);

  return list;
}

这个方法可以对任何类型的列表进行排序。您可以使用它来对整型列表、字符串列表或任何其他类型的列表进行排序。

泛型类

泛型类是可以存储任何类型的对象的类。泛型类的类型参数可以出现在类的声明中，也可以出现在类的成员变量和方法中。

以下是一个泛型类的示例：

public class Box<T> {
  private T value;

  public Box(T value) {
    this.value = value;
  }

  public T getValue() {
    return value;
  }

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

这个类可以存储任何类型的对象。您可以使用它来存储整型、字符串或任何其他类型的值。

泛型接口

泛型接口可以定义任何类型的成员变量和方法。泛型接口的类型参数可以出现在接口的声明中，也可以出现在接口的成员变量和方法中。

以下是一个泛型接口的示例：

public interface Comparator<T> {
  int compare(T o1, T o2);
}

这个接口定义了一个 compare() 方法，该方法接受两个类型为 T 的对象作为参数，并返回一个整数。您可以使用这个接口来比较任何类型的对象。

Java 集合框架中的泛型

Java 集合框架中的许多类和接口都是泛型的。这使得您可以使用这些类和接口来存储和操作任何类型的对象。

例如，List 接口是一个泛型接口，它可以存储任何类型的对象。您可以使用 List 接口来创建一个整型列表、字符串列表或任何其他类型的列表。

Map 接口也是一个泛型接口，它可以存储键值对。键和值都可以是任何类型。您可以使用 Map 接口来创建一个键为字符串、值为整型的映射，或者创建一个键为整型、值为字符串的映射。

泛型编程的优点

泛型编程具有以下优点：

代码可重用性： 泛型代码可以被重用多次，而无需修改。例如，您可以编写一个泛型方法来对任何类型的列表进行排序，而无需为每种类型的列表编写单独的方法。
代码简洁性： 泛型代码通常比非泛型代码更简洁。例如，以下代码是使用泛型方法对列表进行排序的示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list);

for (Integer i : list) {
  System.out.println(i);
}

以下代码是使用非泛型方法对列表进行排序的示例：

List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
  @Override
  public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1 - o2;
  }
});

for (Object i : list) {
  System.out.println(i);
}

可以看出，使用泛型方法的代码更简洁。

代码安全性： 泛型代码通常比非泛型代码更安全。例如，以下代码是使用泛型方法对列表进行排序的示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list);

for (Integer i : list) {
  System.out.println(i);
}

在这个示例中，编译器会检查 list 中的所有元素是否都是整数。如果 list 中包含任何非整数元素，编译器就会报错。

以下代码是使用非泛型方法对列表进行排序的示例：

List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
  @Override
  public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1 - o2;
  }
});

for (Object i : list) {
  System.out.println(i);
}

在这个示例中，编译器不会检查 list 中的所有元素是否都是整数。如果 list 中包含任何非整数元素，程序就会抛出一个 ClassCastException 异常。

泛型编程的缺点

泛型编程也有一些缺点：

代码复杂性： 泛型代码通常比非泛型代码更复杂。例如，以下代码是使用泛型方法对列表进行排序的示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list);

for (Integer i : list) {
  System.out.println(i);
}

以下代码是使用非泛型方法对列表进行排序的示例：

List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
  @Override
  public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1 - o2;
  }
});

for (Object i : list) {
  System.out.println(i);
}

可以看出，使用泛型方法的代码更复杂。

编译器错误： 泛型代码可能会导致编译器错误。例如，以下代码是使用泛型方法对列表进行排序的示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list);

for (String i : list) {
  System.out.println(i);
}

在这个示例中，编译器会报错，因为 list 中的所有元素都是整数，但 for 循环试图将它们作为字符串进行迭代。

以下代码是使用非泛型方法对列表进行排序的示例：

List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);

Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
  @Override
  public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1 - o2;
  }
});

for (Object i : list) {
  System.out.println(i);
}