1. Java 泛型

在Java编程中，泛型是一项非常重要的特性。它允许我们编写能够处理不同类型数据的代码，提高代码的重用性和类型安全性。本文将详细介绍Java泛型的概念、用法和注意事项。

1.1 什么是泛型？

泛型是Java中一种参数化类型的概念。通过使用泛型，我们可以定义类、接口和方法，使其能够处理不同类型的数据，而不需要针对每种类型编写重复的代码。泛型在编译时会进行类型检查，从而提供更好的类型安全性。

1.2 泛型的基本用法

在Java中，泛型使用尖括号<>来标识泛型类型。我们可以将泛型应用于类、接口和方法。

1.2.1 泛型类

泛型类是指具有一个或多个类型参数的类。通过在类名后面使用尖括号和类型参数，我们可以实现让类可以处理不同类型的数据。

public class Box<T> {
    private T value;

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

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

上面的代码定义了一个Box类，它有一个类型参数T。可以通过调用setValue和getValue方法来设置和获取值。使用时，我们可以指定具体的类型：

Box<Integer> intBox = new Box<>();
intBox.setValue(1);
int value = intBox.getValue();  // value的类型为Integer

Box<String> stringBox = new Box<>();
stringBox.setValue("Hello");
String str = stringBox.getValue();  // str的类型为String

这样，Box类可以处理不同类型的数据，同时保持类型安全。

1.2.2 泛型接口

泛型接口与泛型类类似，也可以定义一个或多个类型参数的接口。使用方式与泛型类相同。 比如下列我们常用的List

public interface List<T> {
    void add(T item);
    T get(int index);
}

上面的代码定义了一个泛型接口List，它有一个类型参数T。具体实现类可以指定具体的类型。

1.2.3 泛型方法

泛型方法是指在方法声明中使用泛型类型的方法。可以将泛型方法定义在普通类中，也可以定义在泛型类中。

public class Utility {
    public static <T> T getValue(T[] array, int index) {
        return array[index];
    }
}

上面的代码定义了一个静态泛型方法getValue，用于获取数组中指定索引位置的元素。可以在调用时指定具体的类型。

Integer[] intArray = {1, 2, 3};
int value = Utility.<Integer>getValue(intArray, 1);  // value的类型为Integer

String[] strArray = {"Hello", "World"};
String str = Utility.getValue(strArray, 0);  // str的类型为String

1.2.4 通配符

通配符是泛型中的一种特殊语法，用于表示未知类型。在某些情况下，我们并不关心泛型的具体类型，而只关心它们之间是否相同或具有某些限制。

public void printList(List<?> list) {
    for (Object item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

public void addAll(List<? extends Number> list, List<? super Integer> dest) {
    for (Number item : list) {
        dest.add((Integer) item);
    }
}

上面的代码中，使用了?通配符来表示未知类型。printList方法可以接受任何类型的List作为参数。addAll方法接受一个限定了上界为Number的List和一个限定了下界为Integer的List作为参数。

1.3 泛型的注意事项

在使用泛型时，我们需要注意以下几点：

1.3.1 类型擦除

Java的泛型在编译时会进行类型擦除，即泛型的具体类型在运行时并不可见。这是为了保持与之前的版本的兼容性。因此，在泛型中不能使用与具体类型相关的操作，如new T()和instanceof T。

1.3.2 泛型数组

不能创建具有泛型类型的数组，但可以创建泛型类型的数组引用。

Box<Integer>[] intBoxes = new Box<Integer>[10];  // 编译错误
Box<Integer>[] intBoxes = new Box[10];  // 正确

1.3.3 类型推断

在使用泛型时，编译器会自动推断类型，省略类型参数的写法。

Box<Integer> intBox = new Box<>();  // 省略了类型参数

1.3.4 限定类型

泛型可以通过限定类型来控制输入的类型范围。例如，<? extends Number>表示泛型类型必须是Number类或其子类。

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

1.4 总结

我们刚学的、常用的List,Set,Map等集合接口都是支持泛型的。

Java泛型是一项强大的特性，它提供了一种通用的方式来处理不同类型的数据。通过使用泛型，我们可以提高代码的重用性和类型安全性。在实际编程中，我们要注意泛型的基本用法和注意事项，以充分发挥其优势。