一、什么是泛型？
泛型（Generics）是一种编程技术，它可以让我们在定义类、接口或方法时，使用一个或多个类型参数（Type Parameter），而不是具体的类型。这样，我们就可以在实例化或调用时，根据需要指定具体的类型，从而实现代码的复用性和灵活性。
例如，我们可以定义一个泛型类List<T>，它表示一个元素类型为T的列表。T是一个类型参数，它可以是任何类型。当我们创建一个List对象时，我们可以指定T的具体类型，比如List<String>表示一个字符串列表，List<Integer>表示一个整数列表，等等。
二、为什么要使用泛型？
泛型有以下几个优点：
- 提高代码的复用性。我们可以用同一个泛型类或方法来处理不同类型的数据，而不需要为每种类型都写一个专门的类或方法。
- 提高代码的安全性。我们可以在编译时检查类型的匹配，避免在运行时出现类型转换错误。
- 提高代码的可读性。我们可以用有意义的类型参数来表示数据的特征，而不是用通用的
Object或其他基类。
三、如何使用泛型？
要使用泛型，我们需要遵循以下几个步骤：
- 定义泛型类、接口或方法。我们需要在类、接口或方法名后面加上一对尖括号（<>），并在其中写上一个或多个类型参数。例如：
public class List<T> {
// 类体
}
public interface Comparable<T> {
// 接口体
}
public static <T> void sort(T[] array) {
// 方法体
}
- 实例化泛型类或调用泛型方法。我们需要在创建对象或调用方法时，指定类型参数的具体类型。例如：
List<String> names = new List<>(); // 创建一个字符串列表
names.add("Alice");
names.add("Bob");
Comparable<Integer> c = new Comparable<>() { // 创建一个整数比较器
@Override
public int compareTo(Integer o) {
return this - o;
}
};
Integer[] numbers = {3, 1, 4, 2};
sort(numbers); // 调用泛型方法排序
- 使用泛型类、接口或方法。我们可以像使用普通的类、接口或方法一样，使用泛型类、接口或方法。只是在使用类型参数时，要注意它们的范围和限制。例如：
public class List<T> {
private T[] elements; // 使用类型参数作为数组元素类型
private int size;
public List() {
elements = (T[]) new Object[10]; // 创建一个Object数组并强制转换为T数组
size = 0;
}
public void add(T element) {
if (size == elements.length) {
resize(); // 扩容
}
elements[size++] = element; // 添加元素
}
public T get(int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
throw new IndexOutOfBoundsException(); // 抛出异常
}
return elements[index]; // 返回元素
}
private void resize() {
T[] newElements = (T[]) new Object[elements.length * 2]; // 创建一个新数组并强制转换为T数组
System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, size); // 复制原数组元素到新数组
elements = newElements; // 更新引用
}
}
四、泛型的高级特性
除了基本的使用方式外，泛型还有一些高级的特性，比如：
- 泛型继承。我们可以让一个泛型类继承另一个泛型类，或者实现一个泛型接口。例如：
public class Stack<T> extends List<T> { // 栈类继承列表类
// 类体
}
public class Student implements Comparable<Student> { // 学生类实现比较器接口
// 类体
}
- 泛型限定。我们可以在定义类型参数时，指定它们的上界（Upper Bound）或下界（Lower Bound），来限制它们的取值范围。例如：
public static <T extends Number> double sum(T[] array) { // 定义一个类型参数T，它必须是Number或其子类
double sum = 0;
for (T t : array) {
sum += t.doubleValue(); // 调用Number的方法
}
return sum;
}
public static void print(List<? super Integer> list) { // 定义一个通配符类型?，它必须是Integer或其父类
for (Object o : list) {
System.out.println(o); // 打印对象
}
}
但是，这也带来了一些限制，比如：
- 我们不能使用
instanceof或new操作符来操作泛型类型。
- 我们不能使用基本类型作为类型参数。
- 我们不能在静态域或方法中使用类型参数。
- 我们不能直接获取泛型类型的
Class对象。
五、总结
泛型是一种提高代码复用性和灵活性的技术，它可以让我们在定义类、接口或方法时，使用类型参数来代替具体的类型，从而实现代码的通用性和可扩展性。泛型还有一些高级的特性，比如泛型继承、泛型限定和泛型擦除，它们可以让我们更灵活地使用泛型。
这里是热爱编程的小高，希望和大家共同进步~
