Java泛型详解：告别类型转换异常的利器

2024-01-12 12:27:02

灵活使用Java泛型，一劳永逸地告别类型转换异常

泛型简介

泛型是一种在运行时确定具体类型的类型变量，允许您编写可与不同类型的数据一起工作的代码。通过使用泛型，您可以创建适用于多种数据类型的方法和类，无需为每种类型编写重复的代码。

泛型类

泛型类是允许您使用类型变量指定其数据类型的类。您可以使用类型变量来创建适用于不同类型的数据的类，而无需编写重复的代码。例如，您可以使用泛型类来创建适用于字符串、整数和浮点数的列表。

public class ArrayList<E> {
    private E[] elements;

    public ArrayList() {
        elements = (E[]) new Object[10];
    }

    public void add(E element) {
        elements[size++] = element;
    }

    public E get(int index) {
        return elements[index];
    }

    private int size = 0;
}

这个泛型类可以存储任何类型的数据，而无需您编写重复的代码。例如，您可以使用 ArrayList 来创建一个字符串列表，也可以使用 ArrayList 来创建一个整数列表。

泛型方法

泛型方法是允许您使用类型变量指定其参数类型和返回值类型的方法。您可以使用泛型方法来创建可与不同类型的数据一起工作的方法，而无需编写重复的代码。例如，您可以使用泛型方法来创建适用于字符串、整数和浮点数的排序方法。

public static <T extends Comparable<T>> void sort(T[] array) {
    for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
        for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
            if (array[i].compareTo(array[j]) > 0) {
                T temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }
    }
}

这个泛型方法可以对任何类型的数据进行排序，而无需您编写重复的代码。例如，您可以使用 sort(String[]) 来对字符串数组进行排序，也可以使用 sort(Integer[]) 来对整数数组进行排序。

泛型边界

泛型边界是允许您指定泛型类型的约束条件。泛型边界可以确保泛型类型具有所需的特性，从而使您的代码更加安全。例如，您可以使用泛型边界来确保泛型类型是某个接口的实现。

public static <T extends Comparable<T>> T max(T[] array) {
    T max = array[0];
    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
        if (array[i].compareTo(max) > 0) {
            max = array[i];
        }
    }
    return max;
}

这个泛型方法使用泛型边界来确保泛型类型是 Comparable 接口的实现。这确保了泛型类型具有 compareTo 方法，从而使您可以对泛型类型的值进行比较。

泛型类型擦除

泛型类型在编译时被擦除，这意味着在运行时泛型类型信息将丢失。这是因为 Java 虚拟机不理解泛型类型，因此无法存储或操作泛型类型的值。泛型类型擦除可能会导致一些问题，例如，您无法在泛型类型上使用 instanceof 操作符。

为了避免泛型类型擦除带来的问题，您可以使用类型标记来保存泛型类型信息。类型标记是一种特殊的注释，允许您在运行时获取泛型类型信息。例如，您可以使用以下代码来获取 ArrayList 的泛型类型信息：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
Type type = list.getClass().getGenericSuperclass();
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
Class<String> elementType = (Class<String>) parameterizedType.getActualTypeArguments()[0];

这将返回 String.class，这表示 ArrayList 的元素类型是 String。